Вторая группа – показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания; минутная альвеолярная вентиляция, максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательных резервов.
Третья группа – показатели, характеризующие состояние бронхиальной проходимости: форсированная жизненная емкость легких; объемная максимальная скорость дыхания во время вдоха и выдоха.
Четвертая группа – показатели, характеризующие эффективность легочного дыхания или газообмен: состав альвеолярного воздуха; поглощение кислорода и выделение углекислоты; газовый состав артериальной и венозной крови.
Вентиляция легких определяется объемом воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. Количественной характеристикой легочной вентиляции является минутный объем дыхания (МОД) – объем воздуха, проходящего через легкие за одну минуту. В состоянии покоя МОД – примерно 6–9 л, при физической нагрузке его величина резко возрастает и составляет 25–30 л.
Так как газообмен между воздухом и кровью осуществляется в альвеолах, то важна не общая вентиляция легких, а вентиляция альвеол. Альвеолярная вентиляция меньше вентиляции легких на величину мертвого пространства (часть дыхательных путей, в которых воздух не принимает участие в газообмене – это условно 140 мл). Эффективность альвеолярной вентиляции выше при более глубоком и редком дыхании, чем при частом и поверхностном.
Система кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов (артерии, вены, капилляры). Системы дыхания и кровообращения вместе образуют газотранспортную систему организма спортсменов.
Мышечная работа вызывает многократное (в 15–20 раз) увеличение объема легочной вентиляции. Эти изменения происходят под влиянием комплекса факторов: безусловных и условных рефлексов, а также гуморальных влияний. Следует подчеркнуть, что ведущий механизм изменения функции дыхания связан со сдвигами химизма внутренней среды организма, и в первую очередь с динамикой газообмена кислорода и диоксида углерода. Программа быстрых приспособительных реакций направлена на сохранение гомеостаза организма. Механизм адаптации дыхания к мышечной деятельности в первую очередь носит нервно-рефлекторный характер, несмотря на то что в его основе лежат биохимические процессы, связанные с изменением содержания кислорода и диоксида углерода в крови.
Показателями внешнего дыхания являются: жизненная емкость легких (ЖЕЛ), максимальная вентиляция легких (МВЛ), бронхиальная проходимость, сила мышц вдоха и выдоха.
Показателем внутреннего дыхания является сатурация (усвоение) кислорода кровью.
Важным физиологическим механизмом повышения эффективности внешнего дыхания является согласование дыхания с длительностью выполнения отдельных частей целостного акта. Большое значение при физических упражнениях также имеет произвольное управление дыхательными движениями.
У нетренированных людей увеличение легочной вентиляции при работе является результатом учащения дыхания. У спортсменов при высокой частоте дыхания до определенных пределов растет и глубина дыхания. Это наиболее рациональный способ срочной адаптации дыхательного аппарата к нагрузке. Проявление признаков тренированности выражается в менее значительном снижении процента насыщения крови кислородом, а также в более быстром снижении показателей функций внешнего дыхания на первых минутах восстановления и в сокращении времени возвращения их к исходным данным в состоянии покоя.
Менее выраженно, чем максимальная вентиляция легких (МВЛ), изменяется под влиянием тренировки жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Этот показатель не входит в число определяющих спортивные достижения. В то же время утверждается, что ЖЕЛ зависит от размеров тела, возраста, а также функционального состояния и физической тренированности человека. Наряду с этим данный показатель учитывается в другом важном для оценки функциональных возможностей показателе – жизненном индексе (ЖИ). Наиболее высокий ЖИ отмечен у пловцов. Наблюдается значительное увеличение ЖЕЛ (свыше 70 %) у баскетболистов и триатлонистов по сравнению с легкоатлетами, тяжелоатлетами и борцами. Имеются данные, указывающие на то, что чем выше ЖЕЛ, тем меньше может быть стоимость работы аппарата внешнего дыхания.
Опираясь на полученный материал, можно заключить, что система внешнего дыхания создает предпосылки для полноценного снабжения организма кислородом, не являясь при этом главным лимитирующим звеном усвоения кислорода организмом спортсмена. Также можно заявить, что систематические физические нагрузки, особенно циклического характера, благотворно влияют на систему внешнего дыхания. Вызывая эффект долговременной адаптации, они способствуют оптимизации функций респираторной системы в покое и повышению использования кислорода из окружающей среды.
Имеются данные о реакции системы внешнего дыхания спортсменов на нагрузку и изменения насыщения крови кислородом. У тренированных лиц более высокая переносимость субкритических нагрузок по степени и длительности. При этом у них наблюдаются наименьшие отклонения в функциональных показателях относительно незанимающихся спортом. Оптимальное соотношение показателей внешнего дыхания и кровообращения выявлено у спортсменов в возрасте от 25 до 29 лет, когда отмечается более редкое и глубокое дыхание, а также наибольшее поглощение кислорода в минуту, меньшая частота пульса и отчетливое замедление скорости кровотока при отсутствии существенных отличий по артериальному давлению (АД). Наряду с этим имеются данные, что глубокое дыхание во время физической работы при определенных условиях невыгодно. Значительно отличаются величины показателей внешнего дыхания и кровообращения у спортсменов различного уровня квалификации.
Способность сердца увеличивать свою функцию нередко становится звеном, ограничивающим интенсивность приспособительных реакций всего организма.
Сердце за годы систематических тренировок увеличивается, возрастает его вес, объем, диаметр, толщина стенок желудочков и предсердий. Увеличиваются также величина отверстий и емкость кровеносных сосудов.
Величина объема сердца – весьма динамичный показатель, который быстро и отчетливо реагирует на изменения в уровне общей тренированности. Под влиянием систематических и достаточно интенсивных тренировок у спортсменов, по мере нарастания тренированности, наблюдается увеличение объема сердца. После спада тренировочных нагрузок отмечается уменьшение этой величины.
Физиологическая дилатация способствует увеличению резервного объема крови, обеспечивает увеличение систолического объема при физической нагрузке, повышая тем самым производительность аппарата кровообращения. Физиологическая гипертрофия также приводит к увеличению производительности сердца. По мере увеличения объема сердца повышается экономизация кровообращения.
Чрезмерное увеличение сердца развивается при нерационально построенном индивидуальном тренировочном процессе, при форсированных тренировках и при занятиях спортом в состоянии утомления и заболеваниях.
Мышечная деятельность вызывает целый ряд морфологических, физиологических, функциональных биохимических изменений в организме. Это обеспечивает наиболее рациональный способ функционирования микроциркуляторной системы в организме тренированных лиц при физических нагрузках. Под влиянием систематической тренировки происходит экономизация мышечного кровотока, выражающаяся в том, что его интенсивность в состоянии покоя снижается: это создает возможность усиления кровотока в мышце под влиянием физической нагрузки и соответствующего повышения доставки кислорода, а также изменением обмена мышечной ткани.
