Реактивність системи дихання юних спортсменів в процесі вікового розвитку та спеціалізованого тренування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет ім. Тараса Шевченка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Реактивність системи дихання юних спортсменів в процесі вікового розвитку та спеціалізованого тренування

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Богданович Лариса Владиславівна

Київ 2000

УДК 612.2-053.2+613.72-053.2

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті фізичного виховання і спорту України Державного комітету молодіжної політики, спорту та туризму.

Науковий керівник:

заслужений діяч науки і техніки України, доктор біологічних наук, професор Міщенко В.С., Державний науково-дослідний інститут фізичної культури, головний науковий співробітник.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Горго Ю.П., Національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач лабораторії фізіологічної кібернетики та психофізіології;

доктор медичних наук, професор Середенко М.М., Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, завідувач відділу по вивченню гіпоксичних станів.

Провідна установа:

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України, кафедра нормальної фізіології, м. Київ.

Захист відбудеться "25"грудня 2000 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 при Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка (01033, м. Київ, вул. Володимирська,64, біологічний факультет, аудиторія 215)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету ім. Тараса Шевченка (01033, м. Київ, вул. Володимирська, 58).

Автореферат розісланий "16"листопада2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Давидовська Т.Л.

дихання реактивність адаптація спортивна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В поняття реактивності включається здатність організму сприймати зміни навколишнього середовища, та модифікувати власний стан із збереженням відносної стабільності внутрішнього середовища. Механізми адекватної реакції на навантаження формуються в процесі довгострокової адаптації на базі еволюційно детермінованих адаптивних реакцій (Адо А.Д.,1987; Сиротинин Н.Н., 1981).

Адаптація - термін, що описує одну з форм оптимізації в системі людина-середовище. Фізіологічна адаптація виражається у зміні чутливості конкретних систем до короткострокових змін навколишнього середовища. Завершенням процесу адаптації є формування системного структурного сліду, який виражається в активації синтезу нуклеїнових кислот та білків у клітинах, що відповідають за адаптацію систем (Анохин П.К.,1978; Виницкая Р.С.,1987; Меерсон Ф.З.,1988; Сиротинин Н.Н.,1981).

Ці процеси мають загальні та індивідуальні риси. Пошук найбільш жорстко генетично детермінованих ознак, що відображають фізіологічну реактивність і тісно пов`язану з нею здатність адаптуватися до змін внутрішнього та зовнішнього середовища, є одним з найцікавіших та складних напрямків у вивченні фізіології людини. Лише поодинокі публікації присвячені кількісній оцінці ролі, яку відіграють фактори середовища та спадковості у міжіндивідуальних механізмах фізіологічної адаптації.

Спортивна діяльність сприяє вирішенню комплексу питань, пов`язаних з теорією адаптації, здоров`я, онтогенезу та пошуків критеріїв професійного відбору. Її можна розглядати як модель умов існування організму, що швидко змінюються, за яких дихальна та серцево-судинна системи несуть основне навантаження (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988). А спортсменів - індивідуумами, які можуть найбільш повно реалізувати генетичні можливості під дією середи. Особливе значення має вивчення фізіологічної реактивності системи дихання та її змін в процесі вікового розвитку людини. Довгострокові спостереження за сталим контингентом юних осіб з метою спостереження за індивідуальними фізіологічними показниками на рівні різних систем організму поодинокі, вимагають солідної матеріальної бази та професійної підготовки. Тому дане дослідження є внеском в практичний та теоретичний доробок в цьому напрямку.

Одним з науково-обгрунтованих підходів до вирішення завдання підвищення фізичної працездатності людини є підвищення резистентності організму до змін газового середовища, а саме до гіпоксії та гіперкапнії (Агаджанян Н.А., 1982; Бреслав И.С., Исаев Г.Г., 1981; Мищенко В.С., 1984). Однак конкретних кількісних даних про механізми регуляції функції дихання та резервах її потужності замало. Встановлені факти зниження чутливості системи дихання до СО₂ після тривалого фізичного навантаження (Міщенко В.С., 1984) не дозволяють однозначно відповісти на питання, чи пов`язані встановлені залежності з індивідуальними генетичними здатностями, або ж вони стають набуті в процесі тренування. Спроби вирішити ці питання представлені далі.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота була виконана за завданням керівництва на базі Центру спортивного відбору Національного університету фізичного виховання і спорту України по темі N13/1995 Науково-дослідного сектору "Научное обоснование постоянно действующего отбора перспективных спортсменов в УССР".

Мета та задачі дослідження. Вивчити особливості реактивності системи дихання в процесі вікового розвитку людини при адаптації до напруженої м`язової діяльності і на цій основі встановити критерії оптимізації процесу фізичного тренування та спортивного орієнтування дітей та підлітків.

1. Вивчити особливості реактивності системи дихання на гіперкапнічний стимул у юних спортсменів та нетренованих дітей і підлітків.

2. Дати характеристику змін реактивності системи дихання дітей та підлітків в процесі вікового розвитку та адаптації до фізичних навантажень (довгострокові спостереження).

3. Дати характеристику статевих відмінностей та індивідуальних особливостей фізіологічної реактивності системи дихання юних спортсменів.

4. Виділити особливості критеріїв оптимізації процесу адаптації до напруженого фізичного тренування та критерії спортивної орієнтації.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що реактивність системи дихання юних спортсменів 12-18 років до гіперкапнічного подразника є досить сталою величиною, за якою можна конкретну особу віднести до типу реагування "спринтер", "стайєр" та "середній тип" ("мікст"). Мають місце зміни вентиляторної відповіді на гіперкапнію, пов`язані з впливом високих фізичних навантажень тренувальних занять. Характер таких змін може служити за критерій оптимізації індивідуального процесу фізичного тренування.

Розроблена математична модель реактивності системи дихання у відповідь на гіперкапнічний стимул.

Вперше встановлено, що вентиляторна чутливість до гіперкапнії у дівчат-спортсменок залежить від фаз оваріально-менструального циклу (ОМЦ).

Практичне значення одержаних результатів. Співставлення даних фізіологічної реактивності системи дихання спортсменів на гіперкапнію із спортивними результатами може стати за основу контролю за станом їх здоров`я та процесом адаптації до спортивних навантажень. Отримані характеристики можуть бути використані для створення індивідуального графіку фізичних навантажень для дівчат-спортсменок з урахуванням їх фізіологічного стану в різні фази ОМЦ та запобігти негативному впливові тренування на зростаючий організм юних спортсменів.

Особистий внесок здобувача. Автором сформульовані мета та завдання даного дослідження, проведені аналіз наукової літератури з проблеми, фізіологічні та психофізіологічні тести, первинна обробка матеріалів, статистична обробка результатів.

Самостійно виконані та оформлені огляд літератури та розділи власних досліджень, аналіз та узагальнення результатів досліджень.

Апробація результатів дисертації. Отримані результати були представлені на засіданнях кафедри фізіології, кафедри теорії спорту Київського державного інституту фізичної культури (тепер Національний університет фізичного виховання і спорту України, НУФВіСУ), на XIII Всесоюзній практичній конференції "Управление тренировочным процессом на основе учета индивидуальных особенностей юных спортсменов" в м. Харкові (1991 р.) та на Університетських наукових конференціях.

Публікації. Результати дисертації були опубліковані в 4 статтях в журналах, рекомендованих ВАК України, 3 тезах доповідей вітчизняних науково-практичних конференцій та 1 методичних рекомендаціях.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 152 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, огляду літератури, розділів: об`єкт та методи дослідження, результати власних досліджень (сім підрозділів); аналізу результатів дослідження та висновків.

У роботі 35 таблиць, 15 рисунків. До бібліографічного вказівника входять 168 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

З метою дослідження індивідуальних особливостей реактивності та адаптаційних можливостей людини вивчалися реакції системи дихання, кровообігу, показники кисень-транспортної функції крові та деякі психофізіологічні показники.

Суб`єктом дослідження стали спортсмени обох статей від 12 до 18 років циклічних видів спорту з центру спортивного відбору при КДІФКіС (нині НУФВіСУ) та учні середніх шкіл м. Києва.

За подразнюючі фактори були використані гостра гіперкапнія та дозоване фізичне навантаження.

Гостру гіперкапнію створювали за методом зворотнього дихання у замкнений простір (Бреслав И.С. та ін.,1981; Мищенко В.С.,1984; Dutton K.et al., 1989). Похідна газова суміш - 40% кисню в азоті без фільтру поглинання СО₂ . Дихальні об`єми реєструвалися за допомогою приладів "Метатест-1" (м. Київ) та волюметра (ZEIB Combinot DDR, Німеччина). Якісний склад альвеолярного повітря був аналізований на приладах мас-спектрометр MX-6202 (м. Суми) та газоаналізаторі фірми "Бекман" (США) або капнографі (Данія).

Стан серцево-судинної системи досліджувався за допомогою реоплетізмографа ОП-1 (Гуревич С.М.,1967) та комплексу реографії на діагностичній установці "Медіана" (Київ, в/о "Квант"), що апробована в Центрі спортивного відбору при Київському інституті фізичної культури та спорту. Артеріальний тиск вимірювався за методикою Короткова.

Дозування фізичного навантаження створювалося на велоергометрі ВЕ-О2 (Преварский Б.В. та ін.,1985).

Психофізіологічні методи застосовувалися за рекомендаціями Макаренка М.В.,1987. Статистичну обробку цифрових даних проводили за методом Стюдента.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Теоретичним передпосиланням для досліджень стало уявлення про можливу відмінну реактивність системи дихання у осіб, які професійно займалися видами спорту, що вимагають різного ступеня фізичного напруження.

Проведення дисперсійного аналізу чутливості до гіперкапнії у осіб одного віку та ступеня тренованості дозволило розділити, з логічних міркувань, випадково відібраних спортсменів на дві групи. Першу склали спортсмени з підвищеною вентиляторною відповіддю, а другу - із зниженою. Достовірна розбіжність між показниками цих двох груп встановлена в похідному рівні РАСО₂ , рівні фізичної працездатності при виконанні тесту PWC₁₇₀ (визначення фізичної працездатності при виконанні тесту на велоергометрі до досягненні ЧСС 170 ударів на хвилину) та максимальному темпі (S₂) зростання легеневої вентиляції (V_E) при високих рівнях (7-8 кПа СО₂ ) вуглекислого газу в альвеолярному повітрі (результати гіперкапнічних тестів були розраховані за методом лінійно-відрізкової апроксимації (РАСО₂).

80 % спортсменів з високою вентиляторною відповіддю на гіперкапнію, що були віднесені до групи реагування "спринтери", спеціалізувалися у розвиненні швидкісних якостей, а 70 % з групи "стайєрів" - займалися видами спорту, що вимагає витривалості (веслування, плавання). Тобто, виявили, що характеристика вентиляторної відповіді на гіперкапнію придатна для орієнтування юних спортсменів на певний вид діяльності.

Подальші дослідження в цьому напрямку довели індивідуальний характер вентиляторної відповіді у спортсменів на гіперкапнію. Встановлено, що для отримання надійних результатів гіперкапнічного тесту у спортсменів 15-16 років достатньо провести дослідження двічі, а у 12-13-річних 4-5 разів. Реактивність системи дихання найвища в цьому віковому діапазоні.

Жоден з параметрів показників зовнішнього дихання в стані спокою ("steady state") не мав достовірної різниці в групах "спринтерів" та "стайєрів" і не міг стати за прогностичний критерій.

При аналізі результатів гіперкапнічного тесту ми стикнулися з труднощами апроксимації за допомогою існуючих математичних моделей експериментально отриманих точок. Кількісна реакція на гіперкапнічний стимул заснована на уявленні дослідників, що в діапазоні 30-70 мм рт.ст. - 3.99-9.31 кПа СО₂ легенева вентиляція (V_E) змінюється майже лінійно (Бреслав И.С., Глебовский В.Д., 1981; Мищенко В.С.,1984; Dahan Albert et al., 1990). В цьому діапазоні залежність вентиляції від парціального тиску СО₂ описують прямою

V_E=S (РCO₂ - B),

де S- вентиляторна чутливість апарату регуляції дихання до гіперкапнії (нахил графіку до вісі абсцис);

В - поріг гіперкапнічної стимуляції, або теоретична точка апное.

При застосуванні методу зворотнього дихання в умовах гіпероксії нижня частина кривої V_E/РCO₂ утворює перелом, який називають "собачою лапою", або "хокейною клюшкою" (Cunningham D.J.C., 1964) і тому іноді автори застосовують логарифмічну криву для опису залежності V_E/pCO₂. А Березовский В.А., Серебровская Т.В.,1987,1988 - метод відрізково-лінійної апроксимації.

В наших дослідженнях після спроби використання різних математичних залежностей при описуванні експериментальних точок ми дійшли висновку, що найбільш близько для цієї мети підходить експоненційна залежність:

V_E=A exp (B P),

де V_E - вентиляція;

Р - концентрація СО₂ в суміші;

А та В - коефіцієнти рівняння.

При застосуванні цієї моделі описується центральна частина процесу, в яку наявність кінцевих та початкових точок може внести певне викривлення, тому перед розрахунком коефіцієнтів рівняння ці точки були відкинуті. Це можна зробити з логічних міркувань (відкинути експериментальні точки до початку зростання вентиляції), або при використанні математичного прийому зміни коефіцієнтів після чергового етапу оптимізації.

Для характеристики стану реактивності системи дихання особи були використані модельні значення аргументу: мінімальне початкове, максимальне значення Р_АСО₂ та середнє між ними значення для розрахунків модельних значень функції (вентиляція) та її похідної S (приріст вентиляції). В наших дослідженнях ми вважали за доцільне дослідити показники S₁ (мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1) - показник мінімального приросту вентиляції на початку тестування, відповідає початку дії стимулу; та S₂ - показник максимально можливого для особи прискорення процесу зростання вентиляції при досягненні максимально можливого рівня парціального тиску вуглекислого газу в альвеолярному повітрі.

Після формалізації результатів гіперкапнічного тесту за власною математичною моделлю (Богданович Л.В., Погребняк С.Г., Кулешова Т.М., 1994) були розраховані характеристики зовнішнього дихання спортсменів з урахованням віку, статі та спортивної орієнтації.

Було встановлено, що характеристики зовнішнього дихання мають певні вікові залежності. Під час фізіологічного зростання на фоні спортивних навантажень поширюються можливості особи накопичення в організмі вуглекислого газу, що знаходить відображення у збільшенні різниці між початковим та максимальним рівнем Р_АСО_2. Як показали дослідження, зростання дихального об'єму у юних осіб відбувається з 13 до 16-17 років, що пов'язане із розвитком грудної клітини. У веслувальників збільшення об`єму вентиляції легенів за рахунок дихального об'єму відбувається до 20 років (результат серії обстежень високо кваліфікованих спортсменів).

Вплив статі на показники зовнішнього дихання виражений у дівчат в більш широких межах зростання показника Р_АСО₂ від похідного до максимального рівня. Юнаки мали більш широкий діапазон зростання дихального об`єму. В 13-14 років зростання параметру Р_АСО₂ у дівчат (приріст показника парціального тиску СО₂) становило 3.2 кПа, а в хлопчиків - 2.6; в 15-16 років - 3.8 та 3.2 кПа відповідно. Зростання вентиляції у дівчат 13-14 років становило 597.7, а в 15-16 років - 427.8 мл, а в хлопців відповідно 681.7 та 561.7 мл.

Показники реактивності системи дихання у дівчат-спортсменок нижчі, ніж у юнаків. Показник S₂ - максимального прискорення процесу вентиляції - у дівчат був в межах 208.918.2 - 383.422.2, а в юнаків - 328.152.6 - 587.576.9 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1.

З власних досліджень ми зробили висновок, що представники різної спортивної спеціалізації мають досить відмінні показники зовнішнього дихання. Наприклад, заняття ковзанами на шорт-треку та веслуванням призводить до найбільш помітних змін в параметрах зовнішнього дихання РАСО₂ (від 4.5±0.1 до 7.9±0.2 кПа - у ковзанярів; від 5.3±0.6 до 8.5±0.3 - веслувальників та V_E (від 116.4±29.5 до 1037.9±105.8 та від 168.0±9.4 до 786.0±72.5 мл відповідно). А представники спортсменів-плавців мали найнижчі показники реактивності системи дихання (від 86.313.7 до 190.925.2 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1) та показники зовнішнього дихання (межі зростання парціального тиску СО₂ в альвеолярному повітрі 2.6-3.6 кПа, а дихального об'єму 270.1-311.4 мл). Але встановити, чи є ці закономірності впливом спортивного тренування, або результатом розвитку природних особливостей системи дихання особи, що ним займається, нам не вдалося.

Серед найбільш численних груп ковзанярів та веслувальників нам вдалося отримати цікаві результати.

У віковій групі 12 років відсоток представників групи "спринтерів" найвищий 25-33 %. В 13-14 років зростає відсоток в групах "мікстів" ("середній тип") до 64-69 % (показник реактивності S₂ > 300 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1) та "стайєрів" до 15.4-27.0 % (S₂ -150-250 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1). При досягненні юнацького віку відсотки представників з помірною та низькою фізіологічною реактивністю на гіперкапнію майже рівні, 46.4-46.0 % серед ковзанярів та 45.0-55.0 % - серед веслувальників. Відсоток групи"спринтерів" зменшується або, навіть, зникає. Що може свідчити на користь думки, що висока реактивність системи дихання є небажаною рисою для представників деяких спортивних спеціальностей.

Головною особливістю фізіологічної реактивності системи дихання у жінок є її залежність від впливу оваріальних гормонів (Charles Ed.,1997, Davies Brain N. et al., 1991, Dutton K., 1989). При даному дослідженні реактивності системи дихання дівчата були обстежені у різні фази оваріально-менструального циклу (ОМЦ), оскільки термін проведення досліджень не узгоджувався заздалегідь, а залежав від домовленості з тренером та графіка спортивних тренувань .

Незважаючи на лабільність значень, реактивності цей показник лишався досить надійним тестом при визначенні спортивної орієнтації, оскільки коливання його не виходили за межі норми певного типу вентиляторної відповіді, а саме "стайєра" та "мікста". Серед дівчат-спортсменок не знайдено жодної, яка мала показник найвищого приросту вентиляції S₂> 400 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1 , характерного для типу "спринтера".

Вивчення групових показників лишало поза увагою не менш цінні характеристики індивідуальної зміни чутливості на протязі фаз ОМЦ. Тому більш вагомими можна вважати результати спостереження за однією спортсменкою, яка мала змогу тренуватися та виконувати гіперкапнічний тест на протязі двох місяців щодня. Встановлення фаз ОМЦ (I - менструальна, II - постменструальна, III - овуляторна, IV - постовуляторна, V - передменструальна) (Шахліна Л.Г., Радзиевский А.Р., 1990) в наших дослідженнях проводилося за методом вимірювання базальної температури . Її підвищення на 0.3-0.6 градуси Цельсію свідчило про настання фази овуляції (прогестерон, що видяляється в цей час, є терморегулятором та доказом настання фази овуляції).

Коливання максимальної чутливості до гіперкапнії були в межах від 115 до 190 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1 . В середньому показник становив 152.5 37.5 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1 і не виходив за межі певного типу вентиляторної відповіді на гіперкапнію, типу "стайєра".

Підвищення максимальної швидкості зростання вентиляції, показника S₂, в лютеїнову фазу ОМЦ пов`язують з впливом прогестерону. Власні спостереження свідчили, що підвищення чутливості до гіперкапнії відбувається не на протязі певної фази в цілому, а за конкретними періодами: на 6-8, 13-15 та 22 доби ОМЦ. На підставі одержаних результатів можна вважати за доцільне проводити тестування системи дихання спортсменок саме в такі дні. Це сприятиме визначенню максимальних потенційних можливостей їх системи дихання.

Крім того, визначено, що система дихання спортсменок на протязі фаз ОМЦ носить якісно відмінний характер. Підвищення вентиляції легенів в найбільш сприятливому режимі, за рахунок збільшення дихального об`єму (ДО), відмічене в кінці II та IY фаз ОМЦ. Дихальний об`єм наближався до 2 л, а частота дихання спадала до 8 дих. на хвилину. Найменш ефективний шлях підвищення вентиляції, за рахунок збільшення частоти дихання (до 40 дих. на хв^-1 ) та зниження ДО до 0.5 л, відмічений на протязі I фази ОМЦ. У періоди з найменшою чутливістю до гіперкапнії спостерігалася максимальна толерантність спортсменки до вуглекислого газу. Максимальний приріст Р_АСО₂ наприкінці тесту складав 4.2-4.7 кПа (в кінці II та на початку IY фази ОМЦ) при мінімальних значення S₂ 90-100 мл хв^-1 кг^-1 кПа СО₂^-1 .

Дихальна на серцево-судинна системи тісно пов`язані в організмі людини та тварин. Можна було очікувати взаємозвязку реактивності системи дихання на гіперкапнію діяльністю серцево-судинної системи. Є думки, що деякі реакції серцево-судинної системи (ССС) генетично зумовлені (Липский П.Ю., 1985). Тому дослідження стану ССС під час гіперкапнічного навантаження становило теоретичний та практичний інтерес. Але під час гіперкапнічного тесту нам не вдалося встановити сталих закономірностей в зміні показників гемодинаміки. Не зазнали показники ССС і впливу фаз ОМЦ. При формуванні груп "спринтерів" та "стайєрів" по параметрах вентиляторної відповіді на гіперкапнію у юнаків також не вдалося встановити чіткої відповіді серцево-судинної системи на подразнюючий стимул.

Нам не вдалося встановити відповіді серцево-судинної системи, відповідну до певного типу реактивності системи дихання на гіперкапнію. Жоден з досліджуваних показників ССС не мав сталого характеру змін і отримати показники в певній групі спортсменів було неможливо. Більш детально вирішили зупинилися на спостереженні за діяльністю ССС однієї дівчини, яка виконувала гіперкапнічний тест на протязі двох місяців. Для виключення впливу фаз ОМЦ нами представлені дані, отримані на протязі II фази ОМЦ та в перший та останній день тестування.

Основна зміна показників відбувається при досягненні рівня 7.5-8.0 кПа СО₂ в альвеолярному повітрі. Але жоден з показників не мав сталої динаміки змін. Таким чином, було показано, що дія вуглекислого газу на периферичні та центральні хеморецептори не знаходить системної відповіді, а лишається могутнім регулятором місцевого кровообігу (Сулимо-Самуйлло З.К., 1971; Serebrovskaya T., 1994). Особи, в яких тестування викликало, можливо, найбільше поширення судин головного мозку відчували найбільш виражений дискомфорт.

Тому показники гемодинаміки під час гіперкапнії при застосуванні методу зворотнього дихання не можуть бути використані за додатковий параметр спортивного прогнозу в педагогічному процесі.

Попередні спостереження за показниками психодинаміки людини підтверджують положення, що представники з високою реактивністю системи дихання мають і більш високі показники нейродинаміки, наприклад, швидкість переключення уваги, швидкість переробки зорової інформації (Макаренко Н.В., Березовский В.А. и др., 1987).

При застосуванні тесту переробки зорової інформації по кільцях Ландольта в групах реагування типу "спринтер" та "стайєр" ми отримали підтверження, що швидкість переробки зорової інформації у "спринтерів" достовірно вища, але якість переробки інформації не відрізняється. Швидкість обробки зорової інформації у перших становила 1.220.01, у других - 1.390.02 біт/сек (Р<0.001), а якість - 0.790.04 та 0.770.06 (Р>0.5) відповідно.

Гіперкапнічне навантаження негативно впливає на результати виконання тесту аналізу кілець Ландольта. В групі ковзанярів - "спринтерів" час виконання завдання підвищився з 101.810.9 до 133.814.6 сек, а в групі "стайєрів" - з 128.210.0 до 144.317.2. Але збільшення часу не мало достовірної різниці.

Не було встановлено залежності швидкості виконання психофізіологічних тестів від статі. Тести на просту сенсомоторну реакцію, складну сенсомоторну реакцію вимагають у юнаків дещо меншої витрати часу, але окремі представниці мають час кращий, ніж середні показники спортсменів-юнаків.

Застосування психоемоційного тесту визначення самопочуття, активності та настрою (САН) (Булкин В.А. и др., 1977; Ильин Е.П. и др.,1989) показало, що його результати залежать від віку спортсменів. Як правило, після проведення гіперкапнічного тесту 12-річні спортсмени мали вищі показники САН, що було проявом емоційного дискомфорту (Родионов А.В., Худадов Н.А., 1982).

Таким чином, ми прийшли до висновку, що психофізіологічні тести, проведені на фоні гіперкапнічного тренування, не можуть в наведеній інтерпретації бути використані як додаткові параметри для встановлення психофізіологічної реактивності для доповнення моделей "спринтер" та "стайєр", а лише відобразити психоемоційний стан особи на даний момент.

При спостереженні за результатами виконання гіперкапнічного тесту в групі спортсменів-веслувальників були отримані наступні результати. 2-5- разове (на протязі одного дня) виконання гіперкапнічного тесту до та після спеціальної роботи на веслувальному ергометрі не в значній мірі впливало на показник S₂ , максимальної реактивності системи дихання на гіперкапнію. У деяких осіб, які більш сумлінно виконували тест по встановленню спеціальної працездатності, показник реактивності може бути дещо зниженим. У спортсменів з відносно великим спортивним стажем (4-5 років), тривале тренування, як правило, супроводжується зниженням чутливості дихальної системи до гіперкапнії та гіпоксії.

Більш значні коливання показника S₂ реактивності системи дихання спортсменів були виявлені при спостереженні за легкоатлетами у підготовчий період річного циклу тренувань (напередодні змагань).

Співставлення результатів гіперкапнічного тесту з графіком спортивних тренувань і навантажень показало, що зниження реактивності системи дихання відбувається після найбільш інтенсивних спортивних занять і носить характер індивідуальності. Дані в групах спортсменів 12 та 17 років ілюструють процес "розгодування системи дихання" та динаміку коливань показника S₂. Після найбільш напруженого тренування з однаковою інтенсивністю в одного спортсмена після максимальних навантажень наступає пригнічення системи дихання, а в другого - навпаки. Таким чином, показник реактивності системи дихання S₂ може служити за критерій оптимізації індивідуального процесу тренування. Але особливості його змін лишаються одним з цікавих ї складних питань у науковій та індивідуальній педагогічній практиці.

При довгостроковому спостереженні за динамікою показників реактивності системи дихання та показниками вищої нервової діяльності встановлені цікаві факти, що у конкретної особи в процесі спортивного тренування при зниженні показника S₂ збільшується час затримки дихання після видиху. Коефіцієнт кореляції між показником S₂ та часом затримки дихання після вдиху та видиху становив r = - 0.72. Чим меншим ставав час затримки дихання, тим більше зростала реактивність системи дихання на гіперкапнію. При чіткому педагогічному графіку спортивного процесу параметр затримки дихання після вдиху та видиху можна було б застосовувати як побічний критерій адекватності спортивного навантаження.

Значить, незначне нетривале фізичне навантаження не відкладало помітного відбитку на показнику реактивності системи дихання. Лише тривалі субмаксимальні спортивні навантаження, які призводили до глибоких метаболічних зсувів в організмі (рН, Р_АСО_2, НСО^3-) впливали в значній мірі на зміни показника S₂, максимального прискорення зростання вентиляції особи. Після значних фізичних навантажень можна припустити пригнічення діяльності дихального центру.

ВИСНОВКИ

1. Вперше проведене довгострокове дослідження системи дихання юних спортсменів в процесі вікового розвитку та спеціалізованого тренування на гіперкапнічний стимул, що має високий коефіцієнт спадковості. Це стало важливою характеристикою для спеціалізованого спортивного відбору. В результаті проведених досліджень в цьому напрямку були отримані наступні результати.

2. Реактивність системи дихання юних спортсменів 12-18 років до гіперкапнічного подразника є досить сталою величиною, за якою можна конкретну особу віднести до типу реагування "спринтер", "стайєр" та "середній тип" ("мікст"). Мають місце зміни вентиляторної відповіді на гіперкапнію, пов`язані з впливом високих фізичних навантажень тренувальних занять. Характер таких змін може служити критерієм оптимізації індивідуального процесу фізичного тренування.

3. Під впливом процесу спортивного тренування реактивність системи дихання юних спортсменів коливалась в певних індивідуальних межах, які, однак, не виходили за детерміновані для кожної особи межі. Це вказує на можливість використання показників реактивності системи дихання на гіперкапнію для професійного та спортивного відбору осіб для певного типу діяльності, яка вимагає витривалості чи швидкісних якостей.

4. В процесі вікового розвитку юних спортсменів мають місце певні закономірності зміни реактивності системи дихання. Найвищу відносну реактивність (з урахованням маси тіла) виявляють спортсмени обох статей у підлітковому віці (13-14 років). Процес фізіологічного дозрівання характеризується підвищенням резистентності реакцій системи дихання до високих ступенів гіперкапнії. При цьому збільшення вентиляції здійснюється з віком за рахунок дихального об`єму у відповідь на гіперкапнічне навантаження.

5. Реактивність системи дихання юних спортсменів залежала від статі. Показники вентиляторної відповіді на гіперкапнію у спортсменок, як правило, нижчі. Вони також залежали від фаз оваріально-менструального циклу. Максимальні зміни реактивності відбувалися на протязі II та IY фаз оваріально-менструального циклу та під час овуляції. При регулярному 28-денному оваріальному місячному циклі піки змін спостерігаються на 6-8, 15-16 та 22 добу.

6. Висока реактивність системи дихання є небажаною рисою для спортсменів, які обрали за спеціалізацію плавання та веслування. 85 % з загальної кількості спортсменів цих спортивних спеціальностей мали характеристики реактивності зовнішнього дихання, характерні для типів реагування "середній" та "стайєр". Показник реактивності у плавців був найнижчим серед обстеженого контингенту.

7. При аналізі змін реактивності системи дихання юних спортсменів в процесі спортивного тренування спостерігається його кумулюючий ефект у зміні чутливості та характеру відповіді системи дихання на гіперкапнію. Попередні інтенсивні тренування можуть тимчасово пригнічувати реактивність системи дихання та виступати як один з механізмів адаптації системи до фізичних навантажень.

8. Створено нову математичну модель залежності вентиляції від парціального тиску вуглекислого газу в альвеолярному повітрі, яка надає можливість отримати інформативні показники реактивності системи дихання людини, за якими можна визначити стратегію професійного відбору.

9. Реактивність системи зовнішнього дихання юних спортсменів не мала сталого зв`язку із реактивністю серцево-судинної системи; дія гіперкапнії на серцево-судинну систему, в умовах застосування методу зворотнього дихання виражена, у місцевих судинопоширюючому та судинозвужуючому ефектах.

10. Використаний в роботі набір психофізіологічних тестів не дозволив встановити взаємозв`язку психофізіологічної реактивності особи з типом реактивності її системи дихання на гіперкапнію.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Богданович Л.В. Стан реактивності системи дихання дівчат-спортсменок під час оваріального місячного циклу //Фізіол.журн. - 1993. - Т.39, N1. - С.35-43.

2. Богданович Л.В., Погребняк С.П., Кулєшова Т.М. Різноманітність результатів гіперкапнічного тесту та їх регресійний аналіз //Фізіол. журн. - 1994. - Т.40, N1. - С.28-33.

3. Богданович Л.В. Вплив вікового розвитку на фізіологічну реактивність людини // Доповіді НАН України.- 1999.- N 11.- С.171-174.

4. Богданович Л.В. Результати застосування показників реактивності системи дихання, ВНД та кислотно-лужного балансу крові спортсменів для професійного відбору //Теорія і методика фізичного виховання і спорту. - Киев, 1999.- N 1.- С.35-40.

5. Богданович Л.В. Застосування параметрів реактивності системи дихання людини в галузі спортивного відбору та профорієнтації // Ме-тодичні рекоментації. Київ, 1998. - 20 с.

6. Богданович Л.В., Штанова Л.Я. Использование взаимосвязи между некоторыми педагогическими показателями, массой тела спортсмена и биохимическими параметрами крови при отборе в велоспорте //Отбор и многолетнее планирование в спорте. Тез.докл. респ.научн.-практ.конф.Ивано-Франковск, 1986. -С.50-51.

7. Богданович Л.В., Серебровская Т.В. Использование гиперкапнического теста для контроля и ориентации в спортивной деятельности //Развитие выносливости в циклических видах спорта. Тез.докл.Всес.научн.-практ.конф. Москва, 1987. - С.130-131.

8. Богданович Л.В. Реактивность системы дыхания юных спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса //Управление тренировочным процессом на основе учета индивидуальных особенностей юных спортсменов. Харьков, 1991. - С.179-180.

АНОТАЦІЯ

Богданович Л.В. Реактивність системи дихання юних спортсменів в процесі вікового розвитку та спеціалізованого тренування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини та тварини. - Київський національний університет ім.Тараса Шевченка, Київ, 2000.

Досліджена реактивність системи дихання юних спортсменів циклічних видів спорту в процесі вікового розвитку та спеціалізованого тренування. Встановлено, що реактивність системи дихання людини є досить сталою величиною, за якою конкретну особу можна віднести до типу реагування "спринтер", "стайєр" та "середній тип". Мають місце зміни вентиляторної відповіді на гіперкапнію, пов`язані з впливом високих фізичних навантажень тренувальних занять. Характер таких змін може служити за критерій оптимізації індивідуального процесу фізичного тренування. Встановлено, що вентиляторна чутливість до гіперкапнії у дівчат-спортсменок залежить від фаз оваріально-менструального циклу. Створена математична модель залежності реактивності системи дихання у відповідь на гіперкапнічний стимул.

Реакція серцево-судинної системи на гіперкапнічний стимул при зворотньому диханні не має системних закономірностей.

Психофізіологічна реактивність особи не залежить від її типу реагування на гіперкапнію.

Ключові слова : реактивність системи дихання, фізіологічний розвиток, спортивна спеціалізація, статеві особливості, серцево-судинна система, оваріально-менструальний цикл, психофізіологічні показники.

АННОТАЦИЯ

Богданович Л.В. Реактивность системы дыхания юных спортсменов в процессе возрастного развития и специализированной тренировки. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Киевский национальный университет им.Тараса Шевченко, Киев, 2000 г.

Диссертация посвящена исследованию реактивности системы дыхания юных спортсменов циклических видов спорта в процессе возрастного развития и специализированной тренировки. Установлено, що реактивность системы дыхания человека является довольно стабильной величиной, по которой конкретного индивида можно отнести к типу реагирования "спринтер", "стайер" і "средний тип". Имеющие место колебания величины индивидуального вентиляторного ответа на гиперкапнию, связаны с влиянием высоких физических нагрузок. Характер таких изменений может служить критерием оптимизации индивидуального процесса физической тренировки. Однако показатель реактивности системы дыхания юных спортсменов под влиянием тренировки не выходил за пределы, детерминированные для каждого индивидуума. Графическое его изображение при повторном тестировании одного и того же лица в один и тот же день представлялось в виде параллельных линий с одинаковым углом налона к оси абсцисс. Сдвиг такого графика вправо по оси абсцисс свидетельствовал о кумулятивном эффекте спортивной нагрузки. Косвенным показателем такого эффекта может служить также время задержки дыхания после вдоха и выдоха. Уменьшение такого показателя является доказательством возрастания реактивности системы дыхания на гиперкапнический раздражитель.

Самую высокую относительную реактивность системы дыхания (при пересчете на массу тела) проявляют спортсмены в возрасте 13-14 лет, что обусловлено особенностями физиологического роста. С возрастом также увеличивается резистентность к высоким концентрациям углекислого газа в альвеолярном воздухе, а вентиляция возрастает за счет дыхательного объема.

Установлено, что представители с высоким показателем реактивности системы дыхания отсутствуют среди представителей плавания и гребли, которые достигли высоких спортивных достижений.

Влияние пола на показатель рективности системы дыхания выражено в более низких его значениях и зависимости от фаз овариально-менструального цикла. Пики реактивности приходятся примерно на 6-8, 15-16 и 22 сутки цикла.

Создана математическая модель зависимости реактивности системы дыхания в ответ на гиперкапнический стимул, которая наиболее полно описывает экспериментальные данные и позволяет быстро формализовать результаты В работе проанализированы два рассчетных показателя, реактивность системы дыхания в начальной фазе гиперкапнической нагрузки и максимального ускорения прироста вентиляции индивидуума.

Реакция сердечно-сосудистой системы на гиперкапнический стимул при возвратном дыхании выражена в местных сосудо-расширяющем сосудосуживающем еффектах, что может быть объяснено искусственными условиями эксперимента и незначительным временем гиперкапнической нагрузки.

Психофизиологическая реактивность индивида не зависела от его типа реагирования на гиперкапнию.

Ключевые слова: реактивность системы дыхания, физиологическое развитие, спортивная специализация, половые отличия, сердечно-сосудистая система, овариально-менструальный цикл, психофизиологические показатели

ANNOTATION

Bogdanovich L.V. The reactivity of young sportsmens respiratory system during growth development and sport training. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of candidate the biological sciences 03.00.13 - physiology of human and animals. - Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2000.

The reactivity of respiratory system was studed from young sportsmen during growth development and sport tranning. It was established that the reactivity of human respiratory system is rather stable parameter and may serve as the reactivitity from types "sprinter", "stayer" and "mix". There are some datas changes of individual answer to hypercapnia as a cumulative effect from hard physical exercises. The character of such reactivity changes can be the criterium of individual physical exercises process. The girl-sportsmen`s ventilatory sensitivity to hypercapnia is depend from ovarial-menstrual cycle.

It was created the mathematic model of dependency hypercapnia/ventilation.

The answer to hypercapnia from cardio-vascular parameters during rebreathing test has not the system.

The individual psyhophysiology reactivity don`t similar to individual reactivity to hypercapnia.

Key words: respiratory system reactivity, physiology development, sport speciality, sex-linked especialities, cardio-vascular system, ovarial-menstrual cycle, psychophysiological parameters

Размещено на Allbest.ru

...