Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Изменения газообменной функции легких и кислотно-основного состояния крови в механизмах повышения работоспособности и развития мышечного утомления

Р Г Б ОД

2 8 АВГ 1995 ' //а прагп;: pyy¡ ¡i'irü

,.„я |;:1!{0Ядц Пашшенч

"ИЛЧШ'.-П Г Д 3 О О Б Г.^ ЕМ ! ! О Й ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ П !СПСЛ07Н0-0СН0П!ЮГ0 СОСТОЯНИЯ КРОПИ 0 МЕХАНИЗМАХ ПОПЬПЛ'ЗШП РЛП ОТО СПОСОБ H ОСТИ И РАЗВИТИЯ МЫШЕЧНОГО

УТОГАПЕНИЯ

(H.OO.Î7 — cíptruaiiaji фггаялогия)

Апторсфтрзт ,-':;сгрта?5пп сопск^ппе ynenoîî степени дсщэрп бполоппесггпз паут:

M о е а а а

— 19 9 5

t'ao'ora выполнена на кафодрс фиэичгспого еоспптсшш и здоровья Кримского 1:од1Щ1шскогс института 1.'3 Украина

Научный консультант -

Аиапемик PAK5I, доктор.усдицкнских наук, профессор H.A. Агадташян

Официальные оппоненты:

JVn;i ор диалогических наух, гтпрмшя научнмП сотрудник 11. В. Свноцкал ,'лнтч р мупицинских н"ук, профессор 'J.K. Анохин .Доктор Апологических наук, профессор E.II. Гора

I

Ведусая организация -Российский госупарстрежшй .-едицннский Уииперситет

Ль^лга состоится "_* I39L г. в часов на оа-

cf линии диссертационного совета Д OLc.22.04 в Российском Университете другой народои по адресу: 1.71'JB, г. liocxua, ул. Миклухо-

Чпклап, д. В.

С диссертацией можно ознакомиться р библиотеке Российского

Университете дружки народов по адрес у: 117196, г. 'Лоси па, уд. Мнклухо-Уакмш, д. 6.

Автореферат разослан " " IV'l, г.

Учгннй секретер!-

ГиГ'.ГГртШШОЧЧОГО ее »rrn,

к'1!!!!1пят ыщицичекк* (¡пук, пэцечт

И. В. Крмяк'чг-а

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В разработке современных научно обоснованных средств н мероприятий, направленных на повышенно функционального состояния и физической подготовленности человека, важное место отводится разнообразным упражнениям, m ,-енснфикация которых з тренировочном процессе сопровождается нарушением газового состава крови и тканей, накоплением большого количества продуктов обмена, развитием глубокого метаболического ацидоза, что может лншгтпровать работоспособность человека (Hermansen L., 1979; Cerretelli P., 1984). Между тем известно, что сократительная функция скелетных мышц обусловлена уровнем развития энергообеспечнвающнх систем (Перкович Е.М., 1964; Якоилев H.H., 1974; WUliam.s С., 1985; Connett R. et al,, 1985) и, прежде всего, резервными возможностями газообменной функции легких (Евгеньева ЛЛ., 1974; Михайлов В.В., 1933. Мищенко B.C., 1990), уровень которых может изменяться под влиянием кислорода и метаболического С03 (Adams R.. Welch H., 19В0). Физиологическая роль кислорода в биоэнергетике широко известна (Иванов К.П., Кисляков Ю.Я., 1968; Агаджанян H.A., I960; Жиронкнн А.Г., 1972; Аксельрод А.Ю., 1977), а значение эндогенного СОа и механизме повышения работоспособности и развития мышечного утом чення изучено недостаточно гюм¡о. Углекислый газ метаболического происхожу,синя яаляется фнзнолопгчески важным элементом. ОЙ участвует в синтезе всех биологических соединений. Без него невозможно образование и расщепление жиров, белков, углеводов (Коцарь Н.И., 1976; Гулый М.Ф., 1980; Романенко Б Д. и соавторы, 1980).

В организме человека и животных углекислый газ образуется при завершении реакций обмена веществ. В состоянии относительного покоя в тканях производится около 240 »«л•мин'1 молекулярного С02 (Fi)ihi L., Rahn H-, 1960), где он накапливается, затем диффундирует в кровь и далее в легкие. В этих условиях параметры рС02 в артериальной, венозной кропи, альвеолярном воздухе достаточно четко определены (Альбицкнй П.М., 1911; Халдеи Дж., Пристли Дж.. 1937; Маршак М.Е., 1961, 1969; Сулнмо-Самуйло З.К., 1971, 1979; Агаджанян H.A., 1968, 1972; Агаджанян H.A., Елфимов А.И., 1986; Середенко М.М. и соавт., 1980; Березовский В.А., Сеоебровская Т.В., 1987; Мищенко B.C., 1990; Rahn H., Fenn W., 1955; Dickinson W., Richards D.M., 1965), их количественное значение hp в из un лет сомнениям нетребует дополнительной коррекции. Имеющиеся в .мггера гу [>•> данные о физиологической роли углекислоты в основном были нолучрпи j условиях сгт>юснт<-.\ьного покоя. Однако под пчиянчпч фитчгч кон

А.

работы различной мощности н продолжительности показатель РАСО, изучался реже. Поданной проблеме имеются лишь отдельные публикации противоречивого характера (Любина Б.Г.. 1975; Абрикосова М-А. и соавт., 197В; Карпмли В .Л., ОрелВ.Р., 1978; ХанлароваТ.А, 1983; КучкмнС.Н., 1984; Doll Е. et al., 1968).

Известно, что интенсивы^! мышечная деятельность способствует развитию гипервентиляции, снижению напряжения СО, в тканях, проявлению метаболического ацидоза (Маршак М.Е., 1961, 1969; Малыш В.Б.. Гора Е.П., 1990; Astrand !.. 1963; Doll E.et al.. 1968; Green H.J., 1983). Однако причины, вызывающие усиленную продукцию органически кислот, остаются невыясненными. Они могут быть самыми разными.

Во время физической работы молочная кислота образуется преимущественно в скелетных мышцах, где она накапливается, а затем диффундирует в кровь (Hermansen L., Vaage О., 1977; Tosch P.A. et al., 1982). С наибольшей скоростью она образуется а быстро сокращающихся мышечных волокнах, поскольку они облада&гг высокой активностью глнколитических ферментов и имеют повышенное содержание гликогена (Ivy J. et al., 1979; Green H. et al., 1979). Скорость ее образования ne зависит от pOj в тканях и от уровня потребления кислорода (Doll Е. et al., 1968; Connett R.J. et al., 1985). Она образуется анаэробно в результате ферментативного распада углеводов. Кислород при этом совсем не нужен (Мелихова М.А., 1986). В состоянии относительного покоя, когда потребление кислорода полностью соответствует энергетическому запросу, продукция полочной кислоты составляет в среднем 1300—1500 мМоль за одни сутки (Ram D. et al.. 1966; Hermansen L., Vaage О.. 1977; Kresberg R.. 1980). Значительное повышение содержания молочной кислоты как в состоянии покоя (Смирнов AB.. 1984; Hollosxy J.. 1973; Withers R.T., 1977), так и при физической работе (Bûcher Th.. Russao W., 1963; Keul J. et el., 1967) определяется тем, что скорость ее образования про восходит возможность быстрого окисления в скелетных мышцах. В то время как в тканях головного мозга и в миокарде, богатыми митохондриями, такой пропорция не наблюдается (Edwards A. et al., 1965; Klingerberg M., 1964).

Известно, что основным энергетическим субстратом при интенсивной физической работе является гликоген мышц, распад которого совершается с накоплением органических кислот (Кендыш И.Н., 1985; Мелихова М-А_, 1986, Зимин Ю.В., Васягина Т.И., 1989; Fletcher W.M., HopkerF.G.. 1907; Hill А.V., 1925, Hermansen L.. 1979, Heigerhauses E. et *!., 1983; Hughes F.E. et al.. 1982). В случае снижения его содержания в тканях, уровень молочной кислоты уменьшается (Hermansen L. et al., 1967; Segal SS., Brooks P.D.. 1979;

Janson E., 1980). С усилением лниидного обмена продукция лактата также уменьшается (Hargreaves N. et al.. 1983). Однако при кратковременных нагрузках максимальной мощности молочная кислота совсем не образуется или незначительно повышается, поскольку при такой работе сократительная функция скелетных мышц обеспечивается за счет расщепления кроатннфосфата (Margaria R., J969; Kindermann W., Schnabel H., 1980).

Учитывая важность проблемы регуляции метаболического ацидоза при выполненш физической работы большой мощности, а также оценивая определяющую роль гаэообмениой функции легких »механизме повышения функционального состояния, физической работоспособности и развития мышечного утомления, мы провели настоящее исследование.

Цель п задачи ясследоаанпЛ. Основной целью исследований являлось изучение роли газообменной функции легких и кислотно-основного состояния кропи а механизмах повышения работоспособности и разшггия мышечного утомления.

В исследованиях решались следующие основные задачи:

1. Определить значение эндогенного и экзогенного СОа в механизмах

повышения физической работе способности, усиления газообменной функции легких, развития мышечного утомления. Выявить и оценить корреляционную связь между показателями РлС03 и данными внешнего дыхания, максимального потребления кислорода, величиной нагрузки.

2. Изучить динамику газообмена и развития метаболического ацидоза под

влиянием тестирующей работы ступенчато-повышающейся мощности. Выявить и оценить корреляционную связь мел^ду уровнем накопления органических кислот, потреблением кислорода, величиной нагрузки, дыхательным коэффициентом.

3. Определить влияние мышечной работы умеренной мощности, активизирующей липидный обмен, на динамику развития метаболического ацидоза и на положение лактатной кривой. Выявить возможность уенлрння жирового обмена под влиянием систематических тренировок с использованием физических упражнений циклического характера.

•i. фпзнолопгчески обосновать значение перераспределения дыхательных объемов, составляющих жизненную емкость легких, в механизме развития «мертвой точки» и феномена гипервеитнляции, проявляющихся при интенсивной мышечной деятельности динамического характера. 5. Изучить возможность ускоре лия восстановления газообменной функции легких и кислотно-основного состояния кров! при мышечном утомленин С помощью средств физической культуры и спорта.

Оснозныэ положения, выносимые на защиту '

Теоретические аспекты научного определения газообменной функции

легких и кислотно-основного состояния крови в энергообеспечении

двигательной активности включают в себе следующие принципы:

1. Дано физиологическое обоснованно о важной роли внешнего дыхания в механизмах повышения физической работоспособности и развития мышечного утомления. Перераспределение спирометрических об-ьемои, составляющих жизненную емкость легких, имеет существенное значение и проявлении «мертвой точки», гипервентнляции и сопутствующей гнперкапнпп. 2 Показана возможность .Ьнвизацин липндного обмена путем систематических тренировок с использованием физических упражнении циклического характера. Выявлена адаптивная способность организма к переключению эноргообеспечнвающнх функций с углеводного обмена на липидный в самом начале мышечной работы ступенчато-повышающейся мощности. I Результаты проведенных исследовании позволили рекомендовать ряд важных научно-обоснованных мероприятий по ускорению утилизации нелетучих органических кислот в состоянии мышечного утомления с использованном средств физической культуры и спорта. Выявлены наиболее эффективные режимы двигательной активности, которые способствуют снижению уровня метаболического ацидоза с наибольшей скоростью.

Научная новизна. Впервые представлены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что система внешнего дыхания не лимитирует доставку кислорода п ткани. С увеличением тестирующей нагрузки утилизация 0] нарастает по закону линейной регрессии, достигая своего максимального уровня, что свидетельствует о полном удовлетворении * нслородного запроса организма. Увеличение максимального потреблении кислорода под влиянием физических тренировок но снижает уровень метаболического ацидоза, но МГ1К очень четко влияет на порог анаэробного обмена, смещая его проявление и режим наибольшей мощности, расширяя тем самым диапазон аэробной работы. Новыми являются данные о развитии двигательной гипервентиляции, проявляющейся всякий роз в условиях интенсивной мышечной деятельности динам1гческого характера, а также во время пассивного отдыха после работы Гнпервентнляция всегда приводит к развитию гнпокапнии, что в свою очередь еще больше обостряет состояние метаболического ацидоза, углубляя функциональное состояние организма в целом.

Впервые изучалась возможность ускорения утилизации органических кислот в восстановительном периоде с помощью средств активного отдыха. Физические упражнения умеренной и большой мощности, выполняемые сразу после соревновательных нагрузок, приводят к резкому снижению уровня метаболического ацидоза и к восстановлению параметров кислотно-основного состояния крови.

Впервые были получены данные, свидетельствующие об усилении реакций липидного распада под в\иянием систематических тренировок с

использованием беговых упражнений умеренной мощности, что проявилось в снижении дыхательного, коэффициента относительно исходного уровня в самом начале тестирующей работы. Выраженность изменений дыхательного коэффициента зависела от длительности тренировочного периода. Статистически заметные сдвиги были выявлены ч рез дпа месяца занятий медленным бегом, более выраженные — через 6 месяцев, глубокие изменения — через 10 месяцев.

Научная и практическая значимость исследования. Выявлена закономерность накопления эндогенного СО, в альвеолярном воздухе под влиянием физических упражнений умеренной мощности и установлена тесная корреляционная связь между значением РАС07 и процентной величиной утилизации кислорода. По данным РАС02 можно достоверно судить о функциональном состоянии и уровне физической работоспособности человека, поскольку при максимальной нагрузке показатель РАСОа надежно связан с общим объемом выполненной рабагы, с максимальным потреблением кислорода, с концентрацией нелетучих •органических кислот.

На всех режимах работы ступенчато-повышающейся мощности была выявлена корреляционная связь между шггенсивностью нагрузки и данными \'0,. Отмеченная взаимосвязь сохранялась также и при работе с максимальным потреблением кислорода, что позволяет надежно диагностировать специальную подготовленность спортсмена по достигнутому МПК. И наоборот, о максимальном потреблении кислорода можно судить по величине преодолеваемой нагрузки.

Индивидуально подобранные физические упражнения умеренной мощности, стимулируя распад жирных кислот, способствуют расширению границ прнложени» мышечных усилии без накопления в тканях органических кислот.

Развитие метаболического ацидоза под влиянием физических упражнений связано с реакциями обмена веществ. Распад жирных кислот, обеспечивающий энергетику работы умеренной мощности, протекает аэроёным путем, не нарушая кислотно-основного равновесия в тканях. Однако при интенсивной мышечной деятельности происходит переключение реакций с липидного обмена на /глевоДный. В этом случае энергия для мышечных сокращений образуется при расщеплении углеводом с образованием молочной кислоты.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на четвертом всесоюзном симпозиуме «Фииюлогнч'гкпо проблемы адаптации». Таллинн, 1984; на пятом всесоюзном сими«• лную

«Эколого-фнзиологнческие проблемы адаптации», Москва, 1908; на первой н второй конференциях «Физическое воспитание студентов», Харьков, 1985; Львов, 1991; на всесоюзной научно-практической конференции «Физическая культура и здоровый образ жизни», Севастополь, 1990; иа седьмом всесоюзном симпози ме «Эколого-физнолопгческие проблемы адаптации», Москва, 1994. Основные положения диссертации отражены в 32 опубликованных работах.

Структура к объем работы. Диссертация изложена на 252 страницах машинописного текста и состоит из введения, тести глав, выводов, практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 18 таблицами, 26 рисунками. Список литературы содержит 317 источников, из них 171 на иностранном языке.

Методы, объем и организация исследований. Для реализации поставленных задач было выполнено пять серий исследований, в которых участвовали здоровые молодые люди — мастера велосипедного спорта, бегуны на средние и длинные днетакции, любители оздоровительного бега и физически неподготовленные лица. Обследования проводились в состоянии относительного покоя и при выполнении тестирующих функциональных проб с использованием велоэргометра, беговых упражнений, гииеркапнических газовых смесей.

Физическая работоспособность определялась с помощью велоэргометра ВЭ-02. Все обследуемые выполняли на нем тестирующую работу в режиме ступенчато-повышающейся мощности после разминки (Зациорсхпй В.М., 1979). Первоначальная нагрузка составляла 50 Вт. Через каждые 3 минуты увеличивали мощность педалирования на 50 Вт до появления признаков глубокого мышечного утомления. Показателями истощения ы невозможности продолжения работы служилы следующие фасторы: падение оборотов велоэргометра ниже 60 в минуту, обильное потоотделение, достижение МПК, увеличение частоты сердечных сокращений до 180—190 в минуту, снижение показателя рН крови до7,070—7,120. Рсботоспособность оценивали по величине максимального объема выполненной работ. Расчет производился по следующей формуле:

Р - Е (К * I), Вт.

ГДе

Р — максимальный объем выполненной работы (искомая величина); Т. — знак суммирования исследуемых величин; N — мощность произведенной работы, Вт; I — продолжительность работы с заданной нагрузкой, мин.

Функции внешнего дыхания изучали методом Дугласа-Холдена в открытой системе. Пробы выдыхаемого и альвеолярного воздуха собирали и состоянии мышечного покоя, а также во время работы на каждой ступени тестирования.

Дыхательные объемы рассчитывали я системе I3TnS, показатели газообмена приводились к условиям стандартной атмосферы (STPD). Определили частоту дыхания {Г), объем легочной не5пиляЦ1Ш (V£), выделение углекислого га: . (VC02), потребление кислорода (VQ3), дыхательный коэффициент (14.), коэффициент использования кислорода (КИО ), процентные вглнчшндутнлмз&цим кислорода (F.O^) и выделения углекислого газа (F СОа), парциальное давление углекислого газа и кислорода п альвеолярном'воздухе (РАСОа, РА02). На последней ступени тестирования п состоянии мышечного утопления собирали пыдыхаемый воздух в мешок Дугласа и определяли уровень максимального потребления кислорода (МПК).

Методом Е.В. Шсстакозой (1958) регистрировали*жизненную емкость Легких (ЖЕЛ), резервны!"« объем вдоха (IRV), резервный объем выдоха (BRV), дыхатольный сГ/ьем \VT), рассчитывали уровень дыхания (IRV/ERV).

О развитии «мертвой точки» судили но результатам спирометрических обтсиоз, составляющих ЖЕЛ.

ГТог.п?лт"ли глслотно-осмопного состояния крови (КОС) изучали на ннкроаналнзаторс ОР-2Ю/3 методом насыщения газовыми смесями, содержащими 5,1% С03 и 11,0% COj и кислороде. Калибровку аппарата по стандартным буферным растворам производили после прогрева прибора п непосредственно нер-.-д каждым измерением. Достоверность анализа контролировали по номограмме относительно нормальной буферной линии, соответствующей цельной кропи с содержанием 15,0 г % гемоглобина при полном насыщении кислородом (Агапоп Ю.Я., 1968). Пробы крови на анализ брали .из мякоти разогретого пальца. Находили следующие показатели: рН крови, кол1пестпо буферных оснований (ВВ), содержание , истинного (ЛВ) и стгчдартного (SB), бикарбонатов, парциальное давление углекислого газа а пробах капиллярной крови (РаС02).

Всего к обследованиям прлзлекалось 216 человек. Было выполнено более 3000 измерений. Полученные данные обрабатывались статистически' с применением критерия Стьюдента-Фишера (Урбах В.Ю., 1964). Количественные характеристики взаимосвязи были получены на основании корреляционного анализа экспериментальных данных. Математическая обработка проводилась при помощи вычислительной техники — ЭВМ IBM PC/XT.'

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Значение метаболического и экзогенного С02 в механизме повышения функционального состояния и физической работоспособного и человека

У людей не занимающихся спортом по данным функционального тестирования было выявлено два вида реакций внешнего дыхания, влияющих на концентрацию СО, в альвеолярном воздухе. Реакции первого типа выражались повышением величины РдСО, при работе на велоэргометре с нагрузкой 50—100 Вт. Устойчивое состояние парциального давления углекислого газа на более высоком уровне было характерно для людей, предрасположенных к длительной мышечной работе умеренной и большой мощности без нарушения газового состава в тканях. Реакции второго типа отличались снижением уровня РлСО,, что свидетельствовало о наличии у обследуемых людей скрытой дыхательной недостаточности, поскольку даже незначительное увеличение мышечной активности^ приводит к развитию гипервентиляции и гииокапнии.

У спортсменов всегда отмечалось увеличение парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе при выполнении ими упражнений умеренной мощности. Мышечная работа мощностью 50 Вт вызывала нарастание значений РАСО, на 20%, увеличение нагрузки до 100—150 Вт сопровождалось повышением содержания СО, в альвеолярном воздухе я увеличение его парциального давления до 140% от исходного уровня. В соревновательном периоде у этих спортсменов была выявлена надежна* корреляционная связь между абсолютным значение»! РдСО, и объемом выполненной работы. При умеренной нагрузке коэффициент корреляции составлял 0,695; при максимальной — 0,740.

Результаты исследований и корреляционный анализ показывают, что по данным Р,СО] можно с высокой достоверностью судить о функциональном состоянии и уровне физической работоспособности человека, поскольку при максимальной нагрузке этот показатель надежно связан с общим объемом выполненной работы (г ~ 0,724); с максимальным потреблением кислорода (г ™ 0,693); с коэффициентом использования кислорода (г — 0,693); с кислородным пульсом (г -» 0,798); с частотой сердечных сокращений (г " -0,559); с количеством буферных оснований (г — 0,567); с концентрацией нелетучих органических кислот (г ™ 0,536).

Учитывая важную роль метаболического СО, в механизме повышения функционального состояния, мы также изучали данные внешнего дыхания

Как показали исследования, с повышением содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе от 0,03% до 6,0%, отмечалось увеличение значений рС02 в крови с 42,3 * 1,3 до 63,7 =ь 2,7 мм рт. ст., что вызывало соответствующее усиление реакции вентиляторного аппарата: минутный объем дыхания увеличивался более чем в 4,6 раза.

В условиях нарастающей гнперкапнип было выявлено снижение процентной величины утилизации кислорода. Зр время дыхания воздухом, содержащие 1,0% СО,, показатель FeO, снижался с 3,2 0,07 до 2,5 ± < 0,07 об. %. С повышением концентрации СОа в газовой смеси до 6,0%, процентная причина утилизации ялслорода уменьшалась до 0,7 ± 0,05 об. %. Коэффициент использования кислорода при этом снижался почти а 5 раз. Следовательно, гмперкадккчэские газовые смеси приводят к ухудшению газообменной функции легзиге.

2. О механизме развития метаболического ацидоза в условиях интенсивной мышечной деятельности

Известно, что з состоянии мышечного утомления, вызванного' физической работой "большой мощности, уменьшается диффузионная способность легких, снижается газообмен и возможность достижения максимального потребления кислорода (Волков В.М., 1977; Михайлов В.В., 1933; Kyi win C.U., Бахулии С.А., 1986; Аул и к И.В., 1990; Мищенко B.C., 1990), происходит накопление в мышцах недоокисленных продуктов обмена, нарушение ¡кислотно-основного равновесия крови, развитие глубокою метаболического ацидоза [Astrand I., 1963; Doll Е. et al., I860; AragnoR., 1970; Kreslerg R.A., 19Ö0; Jacobs 1. et a!„ 1981; KarissonJ., Jacobs I., 1982; Green HJ. et al., 1983), что может оказывать влияние на функциональное состояние н физическую работоспособность человека. В связи с этим в наших исследованиях изучалось влияние тестирующих нагрузок ступенчато-повышающейся мощности до предельно-переносимого значения на уровень накопления нелетучих органических кислот.

Динамика данных КОС, отражающая собой интимный процесс развития метаболического ацидоза, была выявлена под влиянием функционального тестирования. Зависимость накопления органических кислот от скорости преодоления 800-метровой дистанции пргдетавлена на рисунке 1,. Как показали исследования, увеличение скорости бега от 3,0 до 4,5 м • сек'1, не ' вызывало никаких изменений показателей кислотно-основного состояния крови, значение BE соответствовало физиологической норме. В дальнейшем с нарастанием скорости от 4,5 до 6,0 м • сек'1 отмечалось довольно резкое повышение концентрации органических кислот. Таким путем

ЕЕ, мМоль-Л1

О 3.0 4.0 3.0 6,0 7.0

Скорость бега, м-смс'

Рис Л . Динамяка развития метаболического ацидоза под влиянием нарастающей скорости бега

повыиояна концентрации органических кислот. Таким нутом ¡уоспроизгодилгсь лактатная хрнмя (Rotulan I., 1935), отражающая собой динамику накоплении органических кислот с зависимости от быстроты пргкэдолгда';: тестгрующей дистанции.

Кромч того ст.''":?ласч задета опрэдтлхгтг» значаще газообмена п мягаппэме ги-.пг.нтнп метгбол'г^ес^ого дхшдоза. гтркгЕснялся

яэтодтсститюнанкя с nocroiTsinrrjH ступенчатым поямшопнем нагрузки до пре,»,<гл?-»о-Сйр->. лепного урог.ил, что приводило г; усилезпзэд дмхателг.пой фуити5/»:и легких. 0<Н«м логопиой вентиляции прогрессирующе yrn.vmmnAoi и достигал ?г; послед"зй ступени твсгароышпя 130,4 л.мшг', tío Ttocc6cT-ío?.i.\on и.2Ло'г noBiinnsHino газообмена. Потребление кислорода Оолее чем г? 15 раз по отношению к исходным дгшпым. При í:?.'f;c"f!a\bi!on ¡гагрузкз ,\:jxaTa«xm.jñ коэффициент составлял я среднем 0.ÜS5 от. од., саиде^-^лг-стзул о тон, что интенсивная мышечная деятельность погте ном!Сспч,:о обоспе'«»:п<«Аесь энергией за сто? рчацеплешкя углеподоа.

Зг,п;:с:-тг:сгтг. угг.мг;-м'чт! кислорода от г.елот.тш преодолеваемой углгруэгд з! ур.тнпэнием линейной регрессии:

У - 0,525 -i- 0,0105 :< Г!.

г/- '

V —- í""^'-.' ш'иог;:облв"Ш.'1 лислородл ,'л - •

М -— грл"»тчг; проодо/ -у»«ч»н>й кягрузхя (Вт);

С1,050¿ -- í'.o-. лпипЛпой регр^ссг-г»;

0,525 — прирост и&грпблтягя кислорода г?-д кал^'.ой ступе«??; {л • шиг1),'

С j»0;'0i4f.*0 этого уолчноиня нотхио определять урозеиь нотреЗленнл -дпслоро\а прч лгоЗой нагрузке прогкозярогпть МПК.

Динамих« котпе^лагтя кислорода, которая была чыяалена в мйсперпмегггз я пчадстпплема на pitcysme 2, сзидаталилтауэт о том, tío мышс".!!?/! работа ступ о i г i г.то- ir о и м: и ю е п сг мощности совершалась п аэробных условиях, что кислородный запрос организма полиостью удовлетворялся глзообменной функцией легких.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что в условиях максимального потребления кислорода развитие гипоксии тканей представляется сомнительным явлением (Михайлов В.В;, Козлов A.B., 1977; ' Rowell L. et al., 1964; Segal S.S., Brooks G.A., 1979; Brooks G.A., Gaesser G.A., 1980), поскольку на всех ступенях велоэргометрического тестирования была выявлена статистически достоверная корреляционная связь между показателями преодолеваемой нагрузки и данными VOr Отмеченная взаимосвязь сохранялась также и при максимальном потреблении

Рис. 2. Динамика потребления кислорода у спортсменов-стайеров высокой (а) и низкой (Ь) квалификации под влиянием работы ступенчато-повышающейся мощности до полного утомления.

кислорода, что позволяет надежно диагностировать специальную подготовленность спортсмена по достигнутому мг/к. И наоборот, о максимальном потреблении кислорода можно судить по величине преодолеваемой нагрузки.

Затем изучалось влияние максимальной величины потребления

i

кислорода на уровень накопления органических кислот и на положение лактатной кривой. Опытным путем были выявлены следующие особенности. С повышением физической подготовленности увеличивается показатель МПК и одновременно с ним при функциональном тестировании нарастает в крови избыток органических кислот. В этом случае максимальное потребление кислорода не снижает накопление продуктов обмена. Однако МПК очень четко влияет на положение лактатной кривой, смещая ее прояаление в режим наибольшей мощности, расширяя тем самым диапазон аэробной работы, что представляет практический интерес в спорте, так как рекордные достижения возможны при высоком уровне потребления кислорода (Горкин МЛ. и соавт., 1973; Волков В.М., 1977; Михайлов В.В., 4383; Куп кип С.Н., Бахулнн С.А., 19Я6; Волков НИ., 1990; Мищенко B.C., 1990). Вместе с тем было выявлено, что МПК и максимальная величина преодолеваемой нагрузки не коррелирует с максимальным уровнем органических кислот. По--идимому, молочная кислота, кап энергетически емкий субстрат, не лимитирует физическую работоспособность и не оказывает влияние на максимальное потреблений кислорода. Скорее, наоборот, высокая концентрация органических кислот в крови вызывает физиологическую потребность увеличения притока кислорода в ткани и усиления вентиляторной функции легких.

Активизация липидного обмела с помощью физических тренировок и ее влияние на развитие метаболического ацидоза

Учитывая, что истощение углеводных субстратов может лимитировать физическую работоспособность, мы изучали возможность усиления . биоэнергетики за сче-активизации реакций липидного обмена с помощью средств физической культуры и спорта. В своих исследованиях мы опирались на известный феномен неутомляемосги (Замостьян В.П., 1976), ' отражающий собой генетически обусловленную возможность скелетных" мышц непрерывно функционировать в режиме одиночных сокращений в течение длительного времени безпризнаков развития утомления. Оказалось, что высокой работоспособностью обладают медленно сокращающиеся мышечные волокна благодаря использованию энергии от расщепления жирных кислот. В таком случае длительность работы может быть

неограниченной, поскольку запасы эндогенного жирового субстрата практически неистощимы.

Имеется большое количество исследований, где описано влияние физических упражнений на скорость утилизации жирных кислсгг (Копалова С.М. и соавт., 1979; Аникеева С П., Штернберг Ю.М., 1981; Калинский М.И.,. Рогозкин В.А., 1989; Frit/.") et al., 1958; Bazu A. et al., 1960; Armstrong IXT. ei il., 1916; Preidberg S.J. et al., 1963; Havel R.J. et al., 1963, 1964, 1967; Miller H. et al., 1963; Carlson l-.A. etal., 1963. 1965; Ahlborg G. et al.. 1974; Keul J. et al., 1975; Gollnick Ph.D., 1977; Lavine R. et al.. 1978; Maron M. et al.. 1978; Scheele K. t al., 1979; Rotman 1., 1985).

В связи с этим мы изучали возможность стимуляции жирового обмена с помощью средств физической культуры. В наших исследованиях было выявлено, что под влиянием систематических тренировокс использованием упражнении умеренной мощности отмечалось значительное снижение дыхательного коэффициента при тестирующей нагрузке, свидетельствующее об усилении жирового обмена (Беркович М.Е., 1964; Christensen E.H., Hansen О., 1939; Stadie W.C., 1945; Keul J. et al., 1967; Gollnick Ph.. 1967, 1977). Выражень.тстьизменешш зависела от длительности тренировочного периода. Статистически значимые сдвиги были получены через 2 месяца занятий медленным бегом; более.выраженные — через 6 месяцев; глубокие изменения — через 10 месяцев. В первом случае было проведено 34 тренировочных занятий, пробег составил в среднем 280 км; во втором случае проведено 102 тренировочных занятия, пробег составил 647 км; в третьем случае было проведено 160 тренировок, общий пробег составил 1070 км. Средняя скорость не дистанции составляла 2,8 м • сек"1.

Как видно из представленных данных, под влиянием упражнений умеренной мощности происходит снижение дыхательного коэффициента, что может быть связано с усилением липндного обмена.

Показатели, характеризующие жировой обмен, были выявлены также у любителей бега при тестировании на велоэргометре. Дыхательный коэффициент у них снижался во время работы, отражая усиление липндного распада. 11аименыиее его значение было зарегистрировано при нагрузке 50 Вт, затем с повышением мышечного усилия, дыхательный коэффициент возрастал. Снижение величины ДК при тестирующей работе сопровождалось нарастанием процентной величины утилизации кислорода. При этом была выявлена надежная корреляционная связь между показателями R и F О . Далее в тренировочном процессе мы изучали влияние бега с умеренной скоростью на порог анаэробного обмена и на положение лактатной кривой. После выявления исходных данных

спортсмены в течение 12 недель ежедневно по 40 минут бегали по пересеченной местности. За период до повторных обследований било выполнено 68 тренировок, общий пробег составлял в среднем 772 км.

Результаты исследований показали, что под воздействием бегоаых упражнений! гктнвнзнрутощих липндный распад, порог анаэробного обмена ивсялдктатная кривая смещаются в режим большей мощности, значительно расширяя диапазон аэробной работы. Материалы исследований и данные литературы свидетельствуют о том, что аэробные условия мышечной деятельности определяются и первую очередь функциональным состоянием, проявляющимся в способности организма использовать свободные жирные кислоты а качестве основного энергетического субстрата.

Ках показали исследования, интенсивная физическая работа динамического характера приводила кус;¡лезппо газообмена с накоплением большого кампоства оргашпесмпс кислот (Рмс. 3). Затем во время отдьсса отмечалось постепенное оа ш.еш;е уровняf гетгболического аццдоза, чТо обгьяснялось нэддв! ia окнсленнем иголочной кислсггы за счет погашения кислородного долга (Margaría R. et al., 1933, 1963; Lundm G., Strom G., 1947; Cbristecsen Й.. Horberg Р., 1950; Xarlsson J., Saltin В., 1971; Carrete!!] Р. et al., 1S34; Davis KA ei al., 1931). Однако мгггеркалы наших нсследоимпш ондетальстзугот о другом. Мышечнач деятельность большой и Mrts.CHM T.U5! raíl мощности обеспечлгваатся энергией за счет углеводных г'сточшггс.ч, тго псдтггзрл^ается высоким дыхательным коэффициентом. При максимально переносимой тестирующей нагрузке выделение метаболического С02 через легит точно соответствует уровню максзадального потребления кислорода, что сглдеггельсга^гг опслном удоалетооренин кислородного запроса. Сразу после прекращения работы дыхателыаш коэффициент резко снижало! п на 8-й минута спдыха не превышал 0,700. Следовательно, энергетика к>ссгм1оа1ггел1 JTOro перхюда обеспеч11ва\ась преимуществ анпидного обмена, что падтЕерждается исследованиями других авторов (Беркопич Е.М., 1064; Якоплеа H.H., 1974; Segal SS., Brooks G„ 1979). Изьесгно, что во время отдыха после нз1гурителыюго труда около 80% молочной кислоты превращается в гликоген, и лишь небольшая его часть, примерно 15—20%, окисляется полностью до COä и Н^О (Кендыш И.Н., 1985; Rowell L. et al., 1966; Brooks G., Gaesser G„ 1980).

Таким образом, в нашей работе представлены экспериментальные., данные, свидетельствующие о том, что развитие метаболического ацидоза под влиянием физических упражнений не зависит о*г интенсивности газообмена, а связано с реакциями обмена энергетичесхн емких субстратов. Распад жирных кислот, протекающий аэробным путем, обеспечнгает энергетику физической работы без накопления органических кислот.

\

BE, мМ>л

0.0 -2,0

- 4.0

- 6,0 - в,0

- 10,0

- 12,0

- 14,0

- 16,0 - Ib.О

-' 1.0

Б2

О 50 100 150 200 250 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Работ* , В т Восстановление, мин

Рис. 3. Динамика данных БЕ, R под влиянием работы ступенчато-повышающейся мощности до полного утомления и в период восстановления

3. К механизму развития «мертвой точки»

Состояние «жертвой точки» изучалось при педалировании на велоэргометре методом ступенчато-попышающсйся нагрузки до полного утомления и во время преодоления 800-метропоГ« тестирующей дистанции с нарастающей скоростью в каждом забеге от минимальной до максимальной.

Средние значения параметров внешнего дыхания и кислотно-основного состояния, которые были выявлены у лиц экспериментальной группы в период обследований, приведены в тексте, а данные, отражающие индивидуальные реакции организма в условиях нарастающей нагрузки, представлены на рисунке 4.

Как показали исследования, под влиянием работы ступенчато-повышающейся мощности отмечалось изменение почти всех величин, регистрируемых в эксперименте. Так, например, резервный объем.вдоха уменьшался при тестировании более чем в 4 раза. Дыхательный объем прогрессирующе увеличивался и достигал наибольшего значений во время прокручивания педалей велоэргометра при мощности 250 Вт. Показатель, характеризующий уровень дыхания, увеличивался п 5,2 раза.

Во время бега с максимальной скоростью на дистанции 800 метров также наблюдалось перераспределение спирометрических объемов, составляющих ЖЕЛ. Примерно за 200 метров до финиша бегуны испытывали значительное затруднение дыхания, что было связано с развитием « мертвой точки». В таком состоянии вдох был более продолжительным чем выдох, Спортсмен прилагал большое волевое усилие для его осуществления. При утомлении человек утрачивал способность производить полный выдох в каждом дыхательном цикле, так как респираторные мышцы на обеспечивали активное изгнание воздуха из легких в момент выдоха. Сразу после финиша регистрировалось уменьшение резерпного объема вдоха в среднем на 46.8% относительно исходного уровня. Снижение резервного объема вдоха и перераспределение объемов ЖЕЛ при мышечной работе динамического характера отмечалось неоднократно (Волков В.М., 1У77;'' Куракин М.А., 1977; Коц Я.М., 1932; Лулик И.В., 1990). Однако физиологический механизм такого явления ранее не обсуждался. Между тем, как показали наши исследования, именно исчерпание резерва для вдоха приводит к невозможности усиления дыхания. Ощущение иахтпгм воздуха при вдохе у спортсменов на финише считается одним и? признаке» наступления «мертвой точки» (ГиппенреЛтер Б.С.. 1935; Коц Я.М . 1I/86J,

Таким образом, во время работы на велоэргометре при сгупеичлтом повышении нагрузки происходит перераспределение С1тром<ггрнч>:С» :tx

Жюиениая гмхость легких, мл 4000

3000 -

2000

1000

Резервный объем выдоха

J | I _l__l_j-

0 50 100 • ISO 200 250 3 6 9 12 15 Мощность работы, Вт Скорость восстановления, мин

Рис. 4 Динамика данных, составляющих жизненную емкость легких, под влиянием мышеччой работы повышающейся мощности. Заштрихованная часть отражает динамику дыхательного объема.

данных, составляющих жизненную емкость легких: резервный объем выдоха практичеЬки не изменяется, резервный объем вдоха уменьшается, дыхательный объгм возрастает, достигая своего предельного значения, что вызывает ощущение «мертвой точки».

К механизму развития гипервентиляции

Как показали исследования, преломление линий, отражающих зависимость данных МОД, ДО, ЧД от величины нагрузки, совпадает с ощущением «мертвойточки» и началом развития метабол!Гческого ацидоза, что послужило поводом для определения анаэробного порога по данным внешнего дыхания (Wasserman К., Mcllroy М., 1964; Wasserman К.. 1901). Однако увеличение объема легочной вентиляции благодаря повышению частоты дыхания влечет за собой развитие гнпервентиляцин (Малкнн В.Б., Гора Е.П., 1990; Borg G., 1970; Brambhany Y„ Singh M., 1985). В таком случаи величина МОД нарастает неадекватно с уровнем газообмена, что приводит К снижению данных рСОг, количества буферных основании и увеличению значений pH кропи.

Снижение уровня pCOj при мышечном утомлении рассматривается отдельными авторами (Wasserman К., 1981; YoshidaT. et а!., 19П2) в качестве вентиляторной реакции, способствующей компенсации метаболического ацидоза. Поэтому нередко спортсменам предлагают гнпервентнляцию в качестве восстановительного средства (Мкртычева Т.А., 1990). Однако, по мнению Долиной O.A. (1975), гипервентиляция легких в таком случае не оказывает регулирующего влияния на показатель BE крови. Наоборот, она способствует развитию метаболического ацидоза (Соловьев Е.Р., 1969; Eichenhoz А. et al., 1962). Увеличение содержания молочной кислоты особенно четко проявляется при падении уровня рС02 ниже 27 мм рт. ст. Показано, что под влиянием только гнпервентиляцин величина ВП может составлять -2,212 ^ 0,9 кМоль-л"' (Brandt L. et al., 1983; Alexander S., 1976; Kalinkov D. et al., 1981). При этом даже непродолжительная легочная пшервентиляция приводит к снижению мышечной работоспособности (Соловьев В.Н., 1973; Gibson Т.М., 1984). Известны случаи потери сознания спортсменами по причине развития гипервентиляции (Воробьев А Н-, 1970; Pinelli G. et al., 1982).

В механизме развития гнпервентпляшш при мышечной рабо»е мдслм роль отводится частоте дыхательных движений (Borg G.. 1970; Gaudreault H.etal., 1982), поскольку с момента ощущения «мертвой точки« адеюмткыЛ объем легочной вентиляции поддерживается бллгод-фя с утдествеииому прнростучастеггыдыхашгя. В связи с этим нарушение ,\ипейнос-гм прирост*

респираторных данных, которое отмечается обычно яри физической работе ступенчато-повышающейся мощности, отражает в первую очередь не порог анаэробного обмена, а самые ранние признаки развития дыхательной недостаточности, в понятие которой включаются все неадекватные реакции дыхательного аппарата на мышечную нагрузку, в том числе I! гипсрвентиляционные сдвиги, не обеспечивающие нормальный газовый состав крови (Зильбер А.П., 1989; Низовцсв В.П., 1978).

На основании объективных данных мы приходим к суждению.о том, что респираторные изменения, свойственные состоянию «мертвой точки», не имеют физиологически обоснованной связи с показателями анаэробного порога. Субъективно «мертвая точка» возникает в конце 800-метровой дистанции примерно за 200 метров до финиша, когда уровень нелетучих органических кислот превышает в среднем 16,9 мМоль-л'1. Высокая скорость бега способствовала формированию верхнего положения грудной клетки, что могло быть связано с повышением экспираторного сопротивления (Бреслав И.С., Глебовский В.Д., 1981), с утомлением дыхательных мышц (Gallachei С.С., 1985), с недостаточной их сократительной возможностью (Smldt U., 1979). При этом дыхательный объем дости-ал своего предельного значения, вызывая усиленную импульсацию механорсцептороп легких, и нарастание частоты дыхательных движений. Учащенное дыханиа воспринимается субъективно как облегчение мышечной деятельности (Cotes S. et al., 1970), "что по существу отражает феномен появлошш второго дыхания. Хотя на самом деле, квх отмечают спортсмены, настоящего облегчения jis наступает до самого фшшши.

Таким образом, как показали нсследовашщ, гаширвр1ггилящш возникает п результате увеличения МОД неадекватно уровню газообмена в легких и характеризуется повышением дыхательного коэффициента, снижением данных рСОа в альвеолярном воздухе и крови, исвышшшем значений рН, розким нарастанием количества буферных оснований и бикарбонатов «следстыш аллмгнации молекулярного СО,.

4. О «оссшанс&*е>ши функций внешнего дыхания ц кислотно-основного состояния при хышечном ^шокдении

Учитывая данные о профилактике утомления с помощью средств физической культуры и спорта (Михайлов В В., 1983; Муравов И.В., 1989; GjkMti CL et al., мы провели исследование с целью изучения

олесетлнгто, активного отдыха и пшерэксической газовой смеси на скорость лочхтАноььекня параметров КОС после работы с максимальной нагрузкой. В ».тостаноапте-льном периоде испытуемые выполняли упражнение

2.1

умеренной мощности, предусматривающей педалиропанне на велозргомптре в течение 20 минут при мощности 100 Вт, эквивалентной 32,4% от МПК. Такое упражнение служило средством активного отдыха. О скорости восстановления судили по изменению показателя ВЕ за 20-минутный отрезок времени при пассивной, активной формах отдыха, а также с Применением гипероксической газовой смеси. Для расчета скорости восстановления пользовались уравнением:

ВЕ' — ВЕ" , , ДВЕ ------, мМоль'л ' • мин 1

At

где

ЛВЕ — величина, характеризующая скорость утилизации кислых продуктов

мышечного метаболизма; ВЕ' — максимальная концентрация нелетучих органических кислот,'

регистрируемая а состоянии утомления в момент огказа от работы; ВЕ" — концентрация органических кислот, отмеченная на 20-й ммиутв восстановления;

At — это есть 20-минутным отрезок времени, установленный в эксперимента для выявления скорости снижения уровня метнболнчесгнх кислот. Как показали исследования, тестирование на велоэргометрп характеризуется интенсификацией функций карднореспираторной системы: объем легочной вентиляции увелотнвался до 147,3 а 1,5 л-мин'1; частота сердечных сокращенш! составляла 196,4 л 2,7 уд' • мшг'; млксим,г\ыгое псгтребле5п1ею«слородапов1лш<1лосьдо70,6± 1Я мл • мин"' • кг'.Впосхттиююгтлытм периоде отмечаюсь снижение исследуемых параметров до уровня покоя.

В состоянии мышечного утомления на 20-й минуте восстановления в условиях пассивного, активного отдыха и гнпероксни, газсобменнал функция легких характеризовалась снижением дыхательного копффищк-кгд до уровня 0,60 Л: П.04; 0,72 =ь 0,0В; 0,56 0,00; соответс-гг.енио, что может ' быть связано с задержкой и накоплением метаболического СО,4 я тглнях взамен утраченпого (Виноградов М.И., 1958; Hill /V, 1925), а тагж« с активизацией лнпндного обмена, поскольку при истощении углеводного депо основным субстратом окисления становятся свободные лсириые кислоты (Беркович П.М., 1964; Bieliunki К. et al„ 1905). Вммтлз с тем. такие показатели как VE, F(03, определяющие эффективность дых/нгия, были наиболее выражены у спортсменов при выполнении ими фпзнче<"Г1М упражнений умеренной мощности и менее выражены при аасскяиои восстановлении.

Одновременно с газообмепом • наших иссл^лоияннчх изучалась

динамика восстановления кислотно-основного состояния до исходного уровня. Наибольшая скорость утилизации органических кислот отмечалась по время работы умеренной мощности, наименьшая при пассивном отдыхе. Дыхание гнперокс1гчссхой газовой смесью не влияло на состояние метаболического ацидоза. Многие авторы вообще отрицают аэробные пути расщепления молочной кислоты и восстановительном периоде (Golliück i'h.D., Hermaneen L., 1973; SegaJ S.S., Brooks G., 1979), потому что ее коицет'рлции в кропи снижается при тестирующей нагрузке в зависимости от продолжительности работы й но зависит от величины кислородного долга (Hcrmimueii L., Steimvoid I., 1972).

Вместе с топ имелись намерения связать утилизацию молочной кислоты с <:u окислслшем при физической работе (Ryan VV. et al., 1979) и в период ^постановления (Brooks G. et al., 1973). Однако шпоры нроиодимых исследоааннн несмогли обплсшп'ындлвлсшюс ими несоответствие между количеством утилизированною лактата и организме и количеством продуцированного COj, Тал, например, било установлено (Brooks G. et al., Í073), wo в период посстаиоилення после работы молочной кислоты у! лч:шруется больше, а углекислого газа выделнется через легкие меньше или столько же, каг; и в состоянии относительного покоя. Это но;дет cu I!дет«Л!>сп!опать, как ечтоют миоп'.в (Бобков Ю.Г. цсоаг>т., 1978; RoweU J. el ai., IGtíO), об ус51ле!ш:: ути^из-ацнилаг.тата в процессе глюконеогс<:езь.

Тлхпм ооразо?.; ьдт^вный ©тдьг.; яд/ллс; панСолос зффектш-зшг: <rjWv\cvooM, сиосоИ.~;-йу;о;ц::м ускорению утилизации органическихb.i:rv»o-í. ){«'£пшиис скорасгх. косстлиовлення ccp&i-icvpow КОС отмечалась ко riiíisü физической работы умеренной hoiuhocti:, кагорам состимлла в c;-.iV.i>'<.-s; 32,4V., от ¡>1ПК. Дополнительное соглещенке ;;»1Слорода и состоянии угомлииня и условиях ninepoKciai п- слхяю па скорость ушлизацмп лрг.чнпч!'екш: кислот.

выводы

1. f4i з у л 1.7 аты большого объема комплексных исследований позволили физиологически обосновать значение газообменной функции легких U кислотно-основного состояния крови В механизмах повышения работоспособности н развития мышечного утом/енн". Установлено, что смстпыа внешнего дыхания ие лимитирует доставку кислорода в ткьлн, поскольку с увеличением нагрузки утилизация О^ продолжает прогрессивно нарастать, сохраняя линейную зависимость, что соидетслмгтэует о полном удовлетворении кислородного запроса, nyj-itvauHoro физической работой динамического характера. 2 У XKvyeil не занимающихся спортом по данным функционального Ti-c-iирсчыншя било ««явлено дьа вида реакций внешнего дыхания, им*)кпцих мл с одер «анис СОа в альвеолярном воздухе. Реакции

первого типа выражались повышением парциального давления углекислого газа, что было характерно для людей, предрасположенных к длительной мышечной работе без развития пшокапнин. Реаг.цин второго типа отличались сниженном уровня РдСОг что свидетельствовало о наличии у людей скрытой формы дыхатем.ноп недостаточности.

3. При функциональном тестировании у спортсмонов-стаиеров отмечалось

повышенна парциального давления углекислого газа п альвеолярном воздухе в среднем на 40% относительно исходных данных. Высокий уровень PACOj поддерживался в широком диапазоне физических нагрузок. В соревновательном периоде у этих спортсменов была выяв-ена надежная корреляционная езязь между абсолютный значением РАСОа и объемом выполненной работы.

4. По данным рС03 альвеолярного воздуха можно достоверно судить о

функциональном состоянии нфиз1гческой работ оспособносш человека, поскольку при максимальной нагрузке показатель РАС03 надежно связан с общим объемом выполненной работы (г = 0,724), с максимальным потреблением кислорода (г — 0,693), с коэффнцие1ггом использования кислорода (г = 0,693), с кислородным пульсом (г " 0,798), с частотой сердечных сокращений (г = -0,558), с количеством буферных оснований (г 0,567), с концентрацией нелетучих оргашгческих г.нслот (г = 0,536).

5. Дыхание гиперкапническнмн газовыми смесями приводит к нарастпннга

парциального давления СО, в альвеолярном воздухе и крови, угнетению гаэообменной функции легких, что выражается уменьшением процентной вал1гчины утилизации кислорода, падением значений рН кропи, накоплением в тканях нелетучих органических кислот, снижением физической работоспособности человека.

6. Под влиянием мышечной работы ступенчато-повышающейся мощности

была выявлена динамика развития метаболического ацидоза и определена корреляционная связь между параметрами кислотно-основного состояния н газообмена. МПК не коррелирует с уровнем накопления органических кислот и, следовательно, не влияет на развитие метаболического ацидоза. Однако МПК очень заметно алияет на порог анаэробного обмена, смещая его проявление п режим наибольшей мощности, расширяя при этом диапазон ачробной работы,

7. Показано, что у спортсменов-стайеров и у любителей бега с течением

времени формируется механизм снижения днхлтельного *о~.к)>фпц]<е)ГГ4 относительно исходного уровня, что проявляется при лабораторном тестировании. Это может быть связано с усилением распада свободных жирных кислот. Наиболее достоверно уменьшается дыхательный коэффициент при мышечной работе, мощностью 50 Вт, Следовательно, под влиянием физических тренировок возниклет полножнехт, активизации линидного обмена в условиях умеренной нмш«я(кЛ деятельности.

0.0к-rvM.п*г гестзie занятия тертом сут-^мяихттг/рячое «.мгаяит кырозадгность aitvip<<5ttora порога н в целом на гкиожпп» .vivnmtoií крчгиой. owvn^fj ttx Пг**«влгм|це д режим na;t6<v./vncn m.ouü*jcth, ууинчинля lapcfAtoflt

рКЗоТЫ, способствуя рлсТ.'ЧфеНИЮ Гр.Ч!П|Ц nj)KVC.T/;inn КЫШ-¡i 1ЫХ уткпЛ Сад накоплгапм в тканях нелетучих орготпесжзп íhcvjt.

9. В механизме развития «мертвой точки» первостепенная роль отводится

иерерас пределенигс спирометрических данных, составляющих жизненную емкость легких: резервный объем выдоха практически не изменяется, дыхательный объем возрастает преимущественно за счет уменьшения резервного объема вдоха. Исчерпание резерва для углубления вдоха приводит к ощущению нехватки воздуха при вдохе и невозможности усиления дыхания.

10. В механизме развития мышечного утомления важная роль отводится метаболическому С02, уровень которого значительно снижается под

. влиянием гипервентиляции, отражая недостаточность функции внешнего дыхания. Двигательная гипервентиляция и сопутствующая гнпокапния приводят к нарушению газообменной функции легких, что проявляется уменьшением дыхательного эквивалента, процентной величины утилизации кислорода, снижением парциального давления углекислого Газа в альвеолярном воздухе и крови, увеличением дыхательного коэффициента.

11. Активный отдых является наиболее эффективным средством, способствующим ускорению утилизации органических кислот. Наибольшая скорость восстановлении параметров КОС отмечалась во время работы умеренной мощности, эквивалентной 32,4% от МПК.

Практические рекомендации

t. Разминка спортсмена-стайера должна предусматривать умеренный ^ег при пульсе 120—140 уд »мин-1 в течение 40—60 минут, что позволит поднять уровень рСОа альвеолярного воздуха на 30—50% от исходных данных и стимулировать лнпидный обмен. Очень важно не допускать Перерыва между разминкой и началом соревнований. Окончание разминки должно совпадать с вызовом спортсмена на старт.

2. Во время преодоления соревновательной дистанции при ощущении

«мертвой точки» рекомендуется, не снижая скорости бега и не нарушая ритм дпижения, произвольно усиливать выдох, поскольку мышцы грудной клетки не обеспечивают активное изгнание воздуха наружу. Особенно эффективны повторные глубокие выдохи.

3. Дм! развития мышц грудной клетки и профцлактнкг «мертвой точки»

предлагаете« перечень нетрадиционных физических упражнений — это выдохи в воду, дыхание п маске с клапанной коробкой, выдохи сквозь сжатые губы, носовое дыхание при беге с различной скоростью, ходьба и бег с ограниченной вентиляторной функцией диафрагмы, разнообразные элементы атлетической гимнастики, укрепляющие мышцы брюшного пресса. Регулярные тренировки способствуют усмл^ншю яыдыхатальной функции легких.

4. В повседневной практике спорта после соревновательных нагрузок

применяется гипервентпляция легких для профилактики мышечного утомденкя. Однако под влиянием усиленного дыхания не было отмечено уменьшения количества нелетучих органических кислот в крови. Слпдовзтелыю, произвольное повышение объема легочной вентиляции ме приводит к снижению уровня метаболического ацидоза и не может pe-XosjoH.veaiio в спорте с целью восстановления физической рлЛ >т<ччпоео6нс1сп1.

,S Гип^-'х.длммче-скм« газовые смеси не могут быть использованы в спорте

С

с целью профилактики утомления, повышения работоспособное!», усиления гаэообменной функции легких, поскольку даже небольшая концентрация СО, во вдыхаемом воздухе приводит к снижению дыхательного эквивалента, процентной величюгы утилизации кислорода, накоплению Н-ноиов с развитием дыхательного ацидоза.

6. Восстановительный период должен протекать активно.'С этой цем>ю

рекомендуется сразу после тренировочных занятий или соревновательных; упражнений выполнять сначала обычную ходьбу, продолжительностью 2—3 минуты, затем бег трусцой в течение 20—30 минут при пульсе 120—140 уд • мин'1.

7. Для активизации жирового обмена с помощью средств физической

кул» уры п спорта необходимо тренироваться систематически изо днч в день, пробегая в недельном цикле около 35—40 км. Первоначальные газообмениые сдвиги, свидетельствующие о проявлении липидного обмена, наступают через 2 месяца; более значительные — гэрез б месяцев; довольно выраженные — через 10 месяцев. Общий пробег должен составлять соответственно 280, 647, 1070 км.

Список работ, опублнкопгпных по теме диссертации

1. Красников Н.П. Исследование функций внешнего дыхания н кровообращения, определяющих и лимитирующих физическую работоспособность человека. //Физиология человека. — 1984. — Т. 10, Na 6. — С. 1036—1041.

2. Красников И.П., Глыбченко В.А., Каневский А.И. Исполъзованнэ шпокснчес.чой газовой смсси в тренировочном процессе гимнастов //Теория и практика физической культуры. — 1984. — Na 4. — С. 27—29.

3. Красников Н.П. Физиологическая роль эндогенной углекислоты н функций внешнего дыхания в механизме развития утомления //Физиологические механизмы адаптац.ш к мышечной деятельности: (Тез. докл.). — М., 1984. — С. 117.

4. Красников Н.П., |5уков Ю.Д., Найд!гч С.И., Глыбченко В.А. Влияние сгупенчато-возрастающси нагрузки на парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе // Фнзиолоптеские проблемы адаптации: Тезисы 4-го Всесоюзного симпозиума. —Тарту, 1984. —С. 159—160.

5. Красников Н.П.. Найднч С И., Буков Ю.Л. Исследование функций внешнего дыхания и кнслотно-осноппого состояния крови при мышечном утомлении // физиология человека. — 1085. — Т. И, Na 2. — С. 266—271.

6. Агаджанян ПЛ., Красников Н.П. Оценка функционального состояшш организма спортсмена в ус\овнях измененной газовой среды // Теория и практика физической культуры. — 1985. — Na 3. — С. J9—21.

7. Ширяев Б.В., Красников Н.П., Глыбченко В.А. Использование пшоксичеа-щ-гиперкапничоскон газовой смеси и тренировочном процессе для повышения резервных возможностей спортсмена // Резервные возможности спортсмена. — Алма-Ата: Казахский институт физической культуры, 1985. — С. 118—122.

0. Буков Ю.А., Красников Н.П., Обыбок В.Н. Использование пшеркдпннчеслой газовой смеси для повышения функциональной активности студентов // Физическое воспитание студентоз медицинских и фармацевтических институтов в системе подготовки специалистов здравоохранения. — Харьков, 1905. — С. 35—36.

9. Красников Н.П., НгцуугоС.И . Буков Ю./ Роль функции внешнего дыхания н кислотно-основного состояния б механизме развития утомления. — Kiicd-Черкассы, 1985. — С. 213—214.

10. Лгаджсиын ИЛ., Красников Н.П., Найднч С.И. Использование газовых смесгй с повышенным содержанием кислорода и С01 для нормализации функций внешнего дыхания и кислотно-основного состояния при мышечном утомлешщ / / Космическая биология и авиакосмическая медицина, '— 198G. — Na 4. — С. 32—37.

11. Oöbiio* D.H., Буков Ю.А., Красников Н.П., Нойдич С.И. Исследование фуикц)'» пнепшего дыхания у юных спортсменов d подготовительно?* периода тренироаочногоцикла //12-й съезд Украинского физиологического общества ни. И,П. Павлова. — Львов, 1936. — С. 2У7.

12. Красников U.U. Влияние пшгркашшческэц газовой смеси па внешнее дихалие, кисло^о-осноьиое состояние крови при мышечном утомлетш // ФтиллогическпЛ журнал. — 1007. — 'Г. 33, Ki 3. — С. 18—24.

13. Красников Н.П., Найдич С.И. Роль активного отдыха в ускорении »осстлиоалещщ кислотно-основною состояния и функций внешнего дыхашш при утомлгшш // Физиология человека. — 198?. —Т. 1? Nä — С. 50-57.

11. Красникоз Н.П., Обыбок В.Н., Глыбченко В А. Влияние произвольной ГлпгриипиАяцкн на скорость восстаневлеши параметров кислотно-основного rx«TO*ivn.j при мышечном утомлешш // Физиологические механизмы адаптащш *. Мктасч'ноЛ деятельности. — Волгоград, 1988. — С 176—177.

1Я. Крл-ниюч» Н.П.. Обыбск В.Н.. Гальчинский В-А-, Найднч С.И. Влняние М^твЬомгчсской углг-кислопа на функции внецшего дыхания и физическую pnf>*-то.гпособн.мгтк человека // 5-й Всесоюзный симпозиум «Эколого-фнчя.^члгичгскнс проблемы адаптации». — М.. 1988. — С. 114 — 115.

lr- Kivio -ии.оя Н /I Влияние углекислых ванн с различным содержанием СО,

на показатели внешнего дыхания и кис\отно-оснопчого состояния крови. — М„ 1988. — 11 с. — Дел. во ВНИИМИ МЗ СССР, № 15008—88.

17. Обыбок ВН., Красников Н.П., Буков Ю.Л. Ускорение восстановления , кислотно-основного равновесия крови при мышечном утомлении с помощью простых физических упражнений // физическое воспитание и спортивная медицина на Севере: Тез. докл. II межрегиональной научно-методи\еской конференции. — Архангельск, 1988. — С. 137—138.

18. Красников И.П., Обыбок В.Н., Глыбченко В.А. Физиологическая роль метаболического СОг в мехашпме оздоровительного действия простих физических упражнений // Роль физической культуры и спорта в формировании здорового образа жизни студенческой молодежи медицинских вузов: Тез. докл, республиканской научно-практической конфере>1Ц1Ш. — Барнаул, 1989. — С. 74—75.

19. К; зеникоп Н.П., Дудник Г.И., Глыбченко В.А. Активизация лшшдмсго обмена под влиянием физических тренировок // Физическая культура и здоровый образ жизни: Тезисы Всесоюзной научно-практической конференции. —■ М., 1990. — С. 95—S6.

20. КрасниковН.П., КоноваленкоГ.В. Одышка и возможность ее профилактики с помощью средств физической культуры и спорта // Функциональные резервы адаптации: Материалы Всесоюзной научной кенфеоешщ:!. — Киев, 1990. — С. 171 — 172.

21. Обыбок B.lf., Пономарев В.А, Красников Н.П..' Булич Е Г. Высокая физическая активность как фактор профилактики сердечно-сосудист» ix и цереброваскулярних заболеваний //Актуальные вопросы теоретической и практической медицины. — Симферополь, 1990. — С. 18.

22. Красников Н.П., Буков ЮЛ., Найдич С.И, Теоретические ч практические аспекты восстановления параметров кислотно-основного состояния крови н функций внешнего дыхания после интенсивной мышечной деятельности // Физическое воспитание студентов медпцинс:шх и фармацевтических нноитутов в системе подготовки специалистов здравоохранешш. — Львов, 1991. — Т. 2. — С. 22—26.

23. Красников Н.П. К механизму развития дыхательной мертвой точки прн интенсивной мышечной деятельности // Физическое Боепитание студентов медицинских и фармацевтических институтов в системе подготовки специалистов здравоохранения. .— Львов, 1991. — Т. 1. — С. 90—91.

24. Обыбок В.Н., Красников Н.П., Глыбченко В.А. О возможности профессиональной ориентации и отбора абитуриентов по данчым рС02 альвеолярного воздуха // Физическое востгтшше и спортивная медицина на Севере. — Архангельск, 1992. — С. 92—93.

25. Красников Н.П., Джрад Ясер. К механизму развития одышки у пожилых людей // Проблемы геронтологии и гериатрии: Материалы I Кавказской конференции по проблемам геронтологии и гериатрии. — Тбим:ги, 1ОД2. — С. 250.

26. Пономарев ВЛ., Красников Н.П. Метаболическое оздоровительное действие физических цикигческихупражнений //Информационный листок 241 —92. — Харьков, 1992. — 5 с.

27. Буков Ю.А., Красников Н.П., Клитченко О.М. Влияние кратковременной ингаляции шперокснческоч газовой смеси на показатели внешнего дых.шия и физическую работоспособность студентов // Физическгя культура, спорт-здоровье: Тезисы докладов. — Одесса. 1993. — С. 7.

28. Буков Ю.А., Красннков Н.П., Сербнна И.Э. Динамшсй данных внешнего дыхания и физической работоспособности студентов в условиях птероксин II I Всеукраинская иаучно-практнчс-ская конференция «Ро\ь физической культуры в здоровом образе жизни». — Львсв, 1993. — Ч. 1. — С. 67—66.

29. Красников Н.П., Пономарев В.А. Роль метаболического ут\екиглого газа * механизме оздоровительного действия фнчич'-скях упражнений дднлмич>-»«'.*010 характера //Медицинские проблемы физической кулыуры. — Kül-s Ч.'.ор ,й'я. 1993. — № 12. — С. 55—57.

30. Красников Н.П., Каплнна Э.С., Демина И.Б., 1 iiü-чич С И. Лплктш»

мзообменноЛ функции легких в механизме развития метаболического ацидоза, вызванного мышечной деятельностью // Материалы 7-го Всероссийского симпозиума « Экологофизнологические проблемы адаптации». — М., 1994. — С. 132—133.

31. КраснЫов М.П. Ыдноалення параметр ¡в зоьшшнього дтицшя та кислопи>-лужного стану при м'изовому сюмлешй // 14-й зЧзд ухраШсьхого фЫолопчного гозарнства 1м 1.П. Павлова: Тези доп. — Ки1в, 1994. — С. 311—312.

32. Буков Ю.О., Красн1кои М.П., Кл1тчеяко О.М. Динам1ка показник1в газообмигу при нормобаричЦ оксигенаци // 14-Й э'1здухоа1нсъхого фЫолопчного тоиариства 1М. 1.П. Павлова: Тези доп. — Кша, 1994. — С. 134.

Krnsrtikov FJiltcIci Povlovich

!GMIF!CANCE OF GAS EXCHANGE FUNCTIONS OF LUNG AND ACIDIC-BASAL BLOOD STATE IN THE MECHANISM OF IMCRJHASE OF ABILITY FOR WORK AND DEVELOPMENT OF MUSCULAR TIREDNESS

Central pl.-.ci in investigation v/as given to the search of new ways, methods, memsand pc-?sibililiP3 of increaraof general functional state of map, his pliislcn) insufficiency, rnct.-'boMc ¡>ck!o;:s, muscular tiredness. Experimental findings testifying that syatr.ra of external respiration doesn't limit the di delivery of oxygen to tho ticr»U!?s hai been presented. Influence of orygrn consumption upon the rate of organic acids accumulated has bean determined. The possibility of making more r.cthTi reactions of lipid cxchanga under the influence- oS phyr.ic.il training been chown. adaptive ability of organism for Uio switching of mrtsbolic mictions from the carbohydrate enorgo-supplying of muscul.-ir activity to tho lipid oi.o. In the state of muscular tiredness tha pus:ibilUy of acceleration of utilization of organic acids by means of physical culture «nd npot t h=is boen rov.v-il'-d. Ebip^rimf.-ntal lindingn, disclosing physiological rncchanism cf development of «dead point» which appc.ir3 in nportsmen-stires on th" finishing straight lino vrara presented.

I Краоичков Цикадой Павлович

"значение газоошшюй функции жиа И КИСДРОШ-ОСНОШОГО

СОСТОЯНИЯ КГОШ В МЕХАНИЗМАХ ЦСШИЕНИЯ РАКЖХЯОСОНЮСТИ И РАЗВИТИЯ ШШНОГО УТСШЕНИЯ "

Центральное место в доследованиях отводилось поиску новых путей, методов в возможностей повышения общего функционального ооотоянад человека, «го физической ра<5отоопосскЗностЕ, опортив-ннх достижений, профилактики дыхательной мертвой точки, ыетабо-личвокого ацидоза, ншечного утомления. Представлены акспарииен-т&лыше данные, свидетельству щие о том, что система внешнего дыхаккя не лимитирует доотавку кислорода в ткани. Изучалось влп-яниа потребления кислорода на уровень накопления органнчвогеис кислот. Показана возможность активации реакций липиднаго обмана. иод влиянием физических тренировок в определена адаптивная опо-оо "кость орга)шэиа к переключению метаболических реакций с углеводного «нер^ообеопечвння мышечной деятельности па люшдное. Л ооотолкии мышечного утоылеаил выявлена возможность ускорения утилизации органических кислот о помощью о ре дата физической культуры в спорта. Представлены вкопериментальныв данные, который раскрывают физиологический механизм развития "мертвой точки' , проявляться у спортсменов-стайеров на финишной прямой.