4.1. == Анализ функционирования респираторной системы в тренировочном процессе спортсменов==

В современных условиях интенсификации нагрузок при спортивной деятельности необходима разработка диагностических критериев '''оценки функционального состояния [[Респираторная система|респираторной системы ]]''' юных спортсменов.

Для организма тренирующегося спортсмена характерны специфические состояния, крайне редко переживаемые человеком, не тренирующем [[скоростно-силовые качества ]] или [[выносливость]]. У подростков, достигшего определенного уровня спортивной подготовленности характерно перенесение острого и хронического [[Утомление мышц|утомления]], [[Перетренированность|перетренированности]], обусловленных избыточными физическими нагрузками.

Экстремальные физические нагрузки в спорте лимитируют физическую активность за счет развития ''бронхиальной обструкции, клеточной инфильтрации слизистой оболочки бронхов, ремоделирования респираторного тракта''. Отмечается увеличение емкости сосудистого капиллярного русла, повышение вязкости крови, удлиняется время мукоцилиарного клиренса; при этом увеличение кровенаполнения легких при максимальных нагрузках у квалифицированных спортсменов приводит к компрессии сосудов малого круга кровообращения и развитию острого респираторного дистресс-синдрома. Это служит основой для ремоделирования респираторного тракта: происходит гипертрофия дыхательной мускулатуры, развивается субэндотелиальный фиброз, отмечается снижение эластичности стенки бронха, разрывы альвеол и окклюзия легочных капилляров в условиях механического и оксидативного стресса, повышение тонуса симпатического отдела ВНС, что приводит к вазоконстрикции, редукции сосудистого русла.

[[Image:Teoriya_metodika_issledovanii11.jpg|250px|thumb|right|Рис. 1. Показатели функции внешнего дыхания в динамике физической нагрузки]]На основании проведенного спирографического мониторинга спортсменов сделан вывод о том, что у большинства из обследованных при анализе кривой «поток-объем» отмечался прирост скоростных и объемных показателей дыхания, что можно охарактеризовать как адекватные приспособительные реакции респираторной системы, в частности, легочной вентиляции, на тренировочную нагрузку (рис. 111).

Для приведенной группе группs спортсменов предполагается высокая переносимость нагрузок на выносливость, возможность роста тренированности и спортивного мастерства.  Рис. 11. Показатели функции внешнего дыхания в динамике физической нагрузки

Как видно из полученных данных (рис. 12) отмечается снижение показателей по кривой «поток-объем», характеризующих скоростные показатели респираторной системы.  Рис. 12. Показатели функции внешнего дыхания при нарастании интенсивности физической нагрузки Средний уровень NOex в покое составил 14,2±0,7 ppb, после разминки - 21,2±0,4, при нарастании интенсивности физической нагрузки - 13,4+0,6, в периоде восстановления - 15,7+0,5 (рис. 133). * - достоверность различий при р <0,05 [[Image:Teoriya_metodika_issledovanii13.jpg|250px|thumb|right|Рис. 133. Уровень окиси азота в выдыхаемом воздухе у мини-футболистов в различных режимах физической нагрузки]]Как видно из представленных данных, '''при нарастании физической нагрузки отмечается достоверное увеличение продукции N0, при восстановлении - сохранение гиперпродукции оксида азота с выдыхаемым воздухом.'''

Эргоспирометрия - это метод функциональной диагностики, при котором производится анализ дыхательных газов в инспираторной и экспираторной фазе, позволяющий сделать заключения о взаимодействии систем дыхания, сердца, кровообращения и обмена веществ. Этот метод применяется в спортивной медицине, а также в кардиологии, пульмонологии и профмедицине. В спортивной медицине эргоспирометрия обеспечивает объективное неинвазивное измерение функциональной способности сердечно-сосудистой системы, а также точное определение индивидуального [[Аэробный и анаэробный пороги|аэробного/анаэробного порога]].

[[Image:Teoriya_metodika_issledovanii14.jpg|250px|thumb|right|Рис. 4. Особенности нарастания нагрузки при ступенчатом тесте]]В процессе эргоспирометрического тестирования футболист движется по бегущей дорожке с постоянным увеличением нагрузки. В течение первых 2-х минут тестирования угол подъема бегущей дорожки = 0%, а скорость составляет 4 км/ч. С 6-й минуты подъем полотна бегущей дорожки и скорость увеличиваются в соответствии с выбранным протоколом до момента остановки тестирования. Измерения также проводятся за 5 минут до и через 5 минут после нагрузки (рис. 144).  Рис. 14. Особенности нарастания нагрузки при ступенчатом тесте

1. #Поглощение кислорода (VО2VО₂) и выброс углекислого газа на соответствующей стадии нагрузки 2. #Минутный объем дыхания (AMV)#Вентиляция мертвого пространства3. Вентиляция #Максимальное поглощение кислорода (VО₂макс)#«Кислородный пульс» (доставка кислорода при определенной частоте пульса)#Дыхательный эквивалент (для О₂ и СО₂)#Респираторный коэффициент (RQ)#Аэробный/анаэробный порог#Резерв дыхания#Соотношение мертвого пространстваи дыхательного объема

4. '''[[Максимальное потребление кислорода|Максимальное поглощение кислорода ]] (VО2максVО₂макс)''' в процессе максимальной нагрузки является стандартным показателем [[Аэробная производительность|аэробной производительности]]. При этом речь идет о максимальном объеме О₂, которое поглощается из вдыхаемого газа за единицу времени. В профессиональном спорте определение VО₂макс используется для оценки результатов тренировок на выносливость.

Значение VО₂макс рассчитывается в литрах в минуту. У нетренированных оно обычно составляет около 3-3,5л/мин, а у выносливых тренированных спортсменов около 5-6 л/мин. Для индивидуального сравнения выносливости ввиду различных антропометрических данных (рост, вес) этот показатель может использоваться весьма ограниченно. Для лучшей сопоставимости используется унификация по весу тела. Используется относительное максимальное поглощение кислорода (мл/мин/кг). У людей в возрасте от 20 до 30 лет этот показатель составляет 35-40 мл/мин/кг. Женщины достигают меньших значений. Когда VО₂макс соотносится с безжировой массой тела, разница между полами практически стирается. «Кислородный пульс» Топ-спортсмены определенных видов спорта (доставка например, велогонщики, лыжники, бегуны на длинные дистанции) могут достигать значений 80-90 мл/мин/кг. У пациентов с заболеваниями сердца измеряются значения около 15-20 мл/мин/кг. Максимальное поглощение кислорода (VО₂макс) определяет верхний предел сердечнососудистой системы. Среднее значение VО₂макс, измеренное у профессиональных футболистов-мужчин различных национальностей, находится в диапазоне от 55 до 68 мл/мин/кг, при определенной частоте пульса)этом у некоторых спортсменов максимальные значения превышают 70 мл/мин/кг. Эти значения сопоставимы со значениями, полученными у представителей других командных видов спорта, однако они существенно ниже, чем показатели ведущих спортсменов в видах спорта на выносливость, у которых эти значения могут достигать 90 мл/мин/кг.

6Прямое измерение газообмена в процессе эргоспирометрии представляет собой оптимальный метод определения максимального поглощения кислорода (VО₂макс). Дыхательный эквивалент Оно может производиться, например, методом анализа отдельных дыхательных циклов (для О2 и СО2метод Breath-by-Breath). Точное определение VО₂макс в процессе эргоспирометрии предполагает применение высоких уровней нагрузки, которая может оцениваться на основании различных критериев.

7#Первым критерием является так называемый эффект «выравнивания» - несмотря на повышение нагрузки, не происходит дальнейшего увеличения поглощения кислорода. Респираторный В этом случае мы говорим о пиковом VО₂ (или VО₂пик). При этом речь идет о самом высоком VО₂ за весь период нагрузки. Другими объективными критериями максимальной нагрузки являются:# Максимально достигнутая ЧСС.#Максимальная концентрация лактата (8-10 ммоль/л).#Максимальный респираторный коэффициент (RQ>1,1).#Макс. О₂ - дыхательный эквивалент (>30).#Превышение максимальной ЧСС (220-возраст).

8Под '''поглощением кислорода (VО₂)''' понимается объем кислорода, который потребляется организмом из вдыхаемого воздуха за единицу времени. АэробныйЕго можно рассчитать как произведение разницы концентрации О<sub>2</анаэробный порогsub> во вдыхаемом (0,209) и выдыхаемом воздухе (0,163) и из минутного объема дыхания (в покое около 7 л/мин). Пример в состоянии покоя:

10При этом VО₂ это объем кислорода, который в чистом виде потребляется организмом из вдыхаемого воздуха. Соотношение мертвого пространства С повышением физической нагрузки происходит увеличение VО₂. Также происходит увеличение минутного дыхательного объема и дыхательного минутного объемасердца. Увеличение VО₂ зависит от функциональной способности как респираторной, так и сердечно-сосудистой системы. Работающая мускулатура демонстрирует повышенную потребность в кислороде. Она покрывается за счет более интенсивного кровоснабжения мускулатуры и повышенного использования кислорода. Повышенное периферическое использование кислорода достигается за счет увеличения расхода кислорода, увеличения количества кровопроводящих капилляров, а также повышения значения pH и температуры в работающей мускулатуре.

Максимальное поглощение кислорода '''Респираторный коэффициент (VО2максRQ) ''' является одним из параметров, определяемых в процессе максимальной нагрузки является стандартным показателем аэробной производительностиэргоспирометрии. При этом речь идет о максимальном объеме 02Респираторным коэффициентом называется отношение объема углекислого газа, которое поглощается из вдыхаемого газа выделяемого за единицу времени. В профессиональном спорте определение VО2макс используется для оценки результатов тренировок на выносливость(VСО₂ л/мин), к объему поглощаемого кислорода (VО₂ л/мин).

Значение VО2макс рассчитывается в литрах в минуту. У нетренированных оно обычно составляет около 3-3,5 лRQ = VСО<sub>2</мин, а у выносливых тренированных спортсменов около 5-6 лsub>/мин. Для индивидуального сравнения выносливости ввиду различных антропометрических данных (рост, вес) этот показатель может использоваться весьма ограниченно. Для лучшей сопоставимости используется унификация по весу тела. Используется относительное максимальное поглощение кислорода (млVО<sub>2</мин/кг). У людей в возрасте от 20 до 30 лет этот показатель составляет 35-40 мл/мин/кг. Женщины достигают меньших значений. Когда VО2макс соотносится с безжировой массой тела, разница между полами практически стирается. Топ-спортсмены определенных видов спорта (например, велогонщики, лыжники, бегуны на длинные дистанции) могут достигать значений 80-90 мл/мин/кг. У пациентов с заболеваниями сердца измеряются значения около 15-20 мл/мин/кг. Максимальное поглощение кислорода (VО2макс) определяет верхний предел сердечнососудистой системы. Среднее значение VО2макс, измеренное у профессиональных футболистов-мужчин различных национальностей, находится в диапазоне от 55 до 68 мл/мин/кг, при этом у некоторых спортсменов максимальные значения превышают 70 мл/мин/кг. Эти значения сопоставимы со значениями, полученными у представителей других командных видов спорта, однако они существенно ниже, чем показатели ведущих спортсменов в видах спорта на выносливость, у которых эти значения могут достигать 90 мл/мин/кг. sub>

Прямое измерение газообмена в процессе эргоспирометрии представляет собой оптимальный метод определения максимального поглощения кислорода В условиях равновесия (VО2максsteady state)респираторный коэффициент зависит от метаболического субстрата выработки энергии и может использоваться для оценки доли метаболизации жиров или углеводов. Оно может производитьсяRQ составляет 1 при чистой метаболизации углеводов, при чистом сжигании жира 0, например7. Среднесбалансированное питание приводит к RQ примерно 0, методом анализа отдельных дыхательных циклов (метод Breath8-by-Breath)0,85. При повышении нагрузки выработка СО₂ превышает потребление 02, так что RQ поднимается до значений свыше 1. Точное определение VО2макс Повышение RQ дo значений свыше 1,1 в процессе эргоспирометрии предполагает применение высоких уровней рассматривается как один из критериев достижения максимальной нагрузки, которая может оцениваться на основании различных критериев.

'''Дыхательный эквивалент''' рассчитывается путем деления минутной вентиляции легких (VE л/мин) на потребление кислорода (VО₂ л/мин). EQ02 = VE / VО₂ Значение EQ02 отражает количество вдыхаемого воздуха, которое необходимо для поглощения 1 литра 02 и таким образом представляет собой показатель вентиляторной эффективности. Дыхательный эквивалент составляет около 25 единиц в состоянии покоя, т.е. для поглощения 1л 02 требуется около 25 л воздуха. С началом нагрузки EQ02 падает и достигает у тренированных атлетов минимальных значений около 20. «Точка оптимальной эффективности дыхания» (согласно Hollmann) определяется, когда максимум потребления кислорода (VО₂) достигается при относительном минимуме минутного дыхательного объема (VE). При дальнейшем увеличении нагрузки дыхание становится «неэкономным» (увеличение вентиляции мертвого пространства, слишком короткое контактное время для поглощения 02 в легочных капиллярах), за счет чего происходит повышение дыхательного эквивалента. Первым критерием является так называемый эффект «выравнивания» В пограничной области физической работоспособности EQ02 достигает значений 30- несмотря 35. Степень тренированности, а также тип нагрузки влияют на определение значения VО₂макс. Значение VО₂макс, достигаемое на бегущей дорожке за счет большей задействованности мышечной массы, как правило, выше, чем VО₂макс при тесте на велоэргометре. Однако гребцы или велосипедисты способны достичь своего действительного VО₂макс на эргометрах, специфических для своих видов спорта, поскольку за счет характерных заученных движений тренированная мускулатура может быть максимально задействована и напряжена. Выбор нагрузочного протокола также влияет на повышение полученные результаты. Сегодня в основном выбираются протоколы линейного или ступенчатого увеличения нагрузки. Общая длительность нагрузки должна быть 7-12 минут. Меньшая или большая длительность нагрузкиможет привести к искажению результатов тестирования. Максимальная аэробная производительность может быть выражена в метаболических единицах (МЕТ), 1 МЕТ соответствует .энергетическому обмену в состоянии покоя со средним потреблением кислорода 3,5 мл/мин/кг. Соответственно, не происходитмогут быть рассчитаны следующие приблизительные значения максимального энергетического обмена у людей с различным уровнем физической подготовленности:

дальнейшего увеличения поглощения кислорода#Нетренированные - 10. В этом случае мы говорим о пиковом V02 (или У02пик)#Тренированные спортсмены - 15. При этом речь идет о самом высоком V02 за весь период нагрузки#Высокотренированные спортсмены - 20 METs. Другими объективными критериями максимальной нагрузки являются:

Значения, рассчитанные по формулам непрямого определения VО_{2. Максимально достигнутая ЧСС}макс из мощности в Вт (для [[Велоэргометрия|велоэргометрических исследований]]) или достигнутой скорости (при тестировании на бегущей дорожке), имеют достаточно большой разброс ввиду большого числа факторов воздействия.

3Порог VСО₂/VО₂ и ЧСС, достигнутая при пересечении кривых, а также значение VО₂макс являются определяющими параметрами для расчета ЧСС при аэробной и анаэробной, специфической футбольной тренировке на выносливость. Максимальная концентрация По нашему опыту, этот метод более эффективен для расчета тренировочного пульса, чем метод лактатных порогов. При использовании метода эргоспирометрии параллельно проводится также анализ кинетики лактата (8-10 ммоль/л)методом забора капиллярной крови. Результаты обоих тестирований сравниваются друг с другом и способствуют выработке эффективных рекомендаций по организации тренировочного процесса.

5При классификации тренировочных нагрузок в целях индивидуализации их тренирующего эффекта учитывается существование «критических точек» мощности нагрузок, которые отличаются разным соотношением аэробных и анаэробных процессов в метаболическом обеспечении мышечной деятельности. МаксПри этом система регуляции дыхания, как правило, поддерживает уровень легочной вентиляции согласно интенсивности метаболических процессов, происходящих в организме, а уровень потребления 02 и выделения СО₂ можно считать конечным результатом. 02 - Однако дыхательный эквивалент (>30)центр обеспечивает непосредственно не конечный интегральный уровень легочной вентиляции, а ее компоненты: глубину и скорость вдоха и выдоха, продолжительность фаз дыхательного цикла.

6. Превышение максимальной ЧСС Исследования проводили в условиях предсоревновательной подготовки с участием 320 спортсменов, которые специализировались в избранном виде спорта (220-возраст[[легкая атлетика]], [[Гребля|гребля на байдарках и каноэ]], хоккей, биатлон, лыжные гонки). Изучали показатели газообмена, внешнего дыхания в условиях эргометрических нагрузок различной продолжительности и интенсивности, позволяющих оценить возможности разных сторон энергообеспечения физической работы.

Под поглощением кислорода В качестве физических нагрузок, преимущественно аэробного характера энергообеспечения, использовали нагрузки малой интенсивности с дистанционным уровнем потребления О₂ 17-20% максимального уровня потребления О₂ (V02VО₂max) понимается объем кислорода, который потребляется организмом из вдыхаемого воздуха за единицу времении нагрузки средней интенсивности с уровнем VО₂ 51-55% VО₂max. Его можно рассчитать как произведение разницы концентрации 02 во вдыхаемом Мощность аэробных механизмов энергообеспечения физической работы характеризовалась достигнутым уровнем VО₂max и мощностью «критической» работы (0Ш_кр) при выполнении работы со ступенчато-возрастающей мощностью «до отказа»,209) и выдыхаемом воздухе а также работы на уровне анаэробного порога (0,163W_AнП) и из минутного объема дыхания . Использовали 60-секундную нагрузку максимальной интенсивности для оценки анаэробных гликолитических возможностей организма (в покое около 7 лW<sub>max</минsub>60c). Пример в состоянии покоя:

V02 = 7 лВ реальном масштабе времени определяли основные характеристики реакции дыхательной системы с использованием диагностического эргоспирометрического комплекса «ОхусопМоЬНе» («Jager», Германия): легочную вентиляцию (V_E), частоту дыхания (f_Т), дыхательный объем (V_T), концентрацию СО₂ и О₂ в выдыхаемом (F_EО₂, F_EСО₂) и в альвеолярном воздухе (F_AО₂, F_AСО₂), потребление О₂ (VО₂), выделение СО<sub>2</мин sub> (0VСО₂),209газообменное отношение (VСО₂-0VО₂^-1),163вентиляционные эквиваленты для 02 (EQ02 = VEA/О₂^-1) 02 V02 и СО₂ (EQСО₂ - VE - VСО₂^{- 01}),3 лкислородный пульс («О₂-пульс» = VО₂ • ЧСС^-1) и др. Учитывая, что измерения проводились в открытой системе, показатели внешнего дыхания приведены к условиям BTPS, а газообмена -к условиям STPD. Регистрацию частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд • мин^-1) проводили с помощью «Sport Tester Polar» (Финляндия).

При этом V02 это объем кислородаВ условиях физических нагрузок с различным соотношением аэробных и анаэробных процессов в энергообеспечении были проанализированы изменения реакции '''кардиореспираторной системы (КРС)''' по ее уровню и эффективности. Как видно из данных, который в чистом виде потребляется организмом из вдыхаемого воздуха. С повышением условиях использованных тестов спортсмены выполняют физическую работу различной мощности, что и обусловливает различный уровень срочной реакции КРС, которая адекватна уровню метаболизма при определенных условиях выполнения физической нагрузки происходит увеличение V02работы. Также происходит увеличение минутного дыхательного объема При аэробных физических нагрузках малой и минутного объема сердцасредней интенсивности, нагрузках на уровне порога анаэробного обмена отмечается некоторое преобладание прироста потребления О₂ над увеличением выделения СО₂. Увеличение V02 зависит от функциональной способности как респираторнойТак, так и сердечновеличина VCО₂-VCО₂^{-сосудистой системы. Работающая мускулатура демонстрирует повышенную потребность 1} изменялась в кислородепределах от 0,78 до 0,93. Она покрывается Это свидетельствовало о том, что тестирующие нагрузки выполнялись преимущественно за счет более интенсивного кровоснабжения мускулатуры и повышенного использования кислородааэробных механизмов энергообеспечения. Повышенное периферическое использование кислорода достигается за счет увеличения расхода кислорода, увеличения количества кровопроводящих капилляровВ этот период активность анаэробных гликолитических процессов в энергообеспечении работы незначительна, а также повышения значения pH и температуры они играют мобилизирующую роль для развития аэробных процессов в работающей мускулатуреэнергообеспечении.

Респираторный коэффициент (RQ) является одним из параметровС увеличением интенсивности физических нагрузок на фоне повышения активности аэробных процессов в энергообеспечении отмечается прогрессирующее увеличение активности анаэробных гликолитических процессов. В этот период нарушается баланс образования лактата в мышцах и его утилизации в организме, определяемых появляются признаки угнетения аэробных процессов в процессе эргоспирометрииэнергообеспечении нарастающей степенью ацидоза. Респираторным коэффициентом называется отношение объема углекислого газаПри выполнении работы на уровне порога анаэробного обмена и после его превышения отмечается больший прирост выделения СО₂ (на 1585, выделяемого за единицу времени 74±29,75%), чем потребления О₂ (VC02 л/минна 1234,55+20,23%), к объему поглощаемого кислорода что связано с компенсацией нарастающей степени ацидоза во время выполнения максимальных физических нагрузок (V02 л/минтабл. 1).

RQ = VC02Увеличение вклада анаэробных гликолитических процессов и нарастающая степень ацидоза приводят к изменениям в эффективности деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. С повышением интенсивности физических нагрузок в аэробной зоне отмечается повышение эффективности легочной вентиляции и эффективности дыхательного цикла (изменения VО<sub>2</V02sub> • f_T^-1 в диапазоне 88,48-308,19%), а после превышения порога анаэробного обмена отмечается снижение их эффективности.

В условиях равновесия При нагрузках были обнаружены достоверные различия величины основных параметров функционирования дыхательной системы (steady stateтабл. 2) респираторный коэффициент зависит от метаболического субстрата выработки энергии , характеризующие структуру дыхательной реакции. С увеличением мощности нагрузки отмечается прогрессирующее увеличение V_E, V_x, f_T, V_A, V_D в сочетании со снижением продолжительности дыхательного цикла (T_fТ), создаются сложные и может использоваться неоднозначные изменения паттерна дыхательной реакции (легочной вентиляции). Наибольшая степень изменений относительно состояния покоя отмечается для оценки доли метаболизации жиров или углеводов. RQ составляет 1 альвеолярной вентиляции при чистой метаболизации углеводоваэробных нагрузках малой (на 203,13±3,24%) и максимальной (на 1377,33+4,58%) интенсивности, при чистом сжигании жира 0а также для легочной вентиляции (от 196,26±9,38 до 1200,78±23,773% соответственно). Среднесбалансированное питание приводит к RQ примерно 0Меньшая степень изменений отмечается для уровня вентиляции мертвого пространства (от 199,99±8,8-014 до 862,8586± 1,03% соответственно). При повышении

нагрузки выработка С02 превышает потребление 02, так что RQ поднимается до значений свыше 1. Повышение RQ дo значений свыше 1,1 в процессе эргоспирометрии рассматривается как один из критериев достижения максимальной нагрузки. Дыхательный эквивалент рассчитывается путем деления минутной вентиляции легких (VE л/мин) на потребление кислорода (V02 л/мин). EQ02 = VE / V02 Значение EQ02 отражает количество вдыхаемого воздуха, которое необходимо для поглощения 1 литра 02 и таким образом представляет собой показатель вентиляторной эффективности. Дыхательный эквивалент составляет около 25 единиц в состоянии покоя, т.е. для поглощения 1 л 02 требуется около 25 л воздуха. С началом нагрузки EQ02 падает и достигает у тренированных атлетов минимальных значений около 20. «Точка оптимальной эффективности дыхания» (согласно Hollmann) определяется, когда максимум потребления кислорода (V02) достигается при относительном минимуме минутного дыхательного объема (VE). При дальнейшем увеличении нагрузки дыхание становится «неэкономным» (увеличение вентиляции мертвого пространства, слишком короткое контактное время для поглощения 02 в легочных капиллярах), за счет чего происходит повышение дыхательного эквивалента. В пограничной области физической работоспособности EQ02 достигает значений 30-35. Степень тренированности, а также тип нагрузки влияют на определение значения VО2макс. Значение VО2макс, достигаемое на бегущей дорожке за счет большей задействованности мышечной массы, как правило, выше, чем VО2макс при тесте на велоэргометре. Однако гребцы или велосипедисты способны достичь своего действительного VО2макс на эргометрах, специфических для своих видов спорта, поскольку за счет характерных заученных движений тренированная мускулатура может быть максимально задействована и напряжена. Выбор нагрузочного протокола также влияет на полученные результаты. Сегодня в основном выбираются протоколы линейного или ступенчатого увеличения нагрузки. Общая длительность нагрузки должна быть 7-12 минут. Меньшая или большая длительность нагрузки может привести к искажению результатов тестирования. Максимальная аэробная производительность может быть выражена в метаболических единицах (МЕТ), 1 МЕТ соответствует .энергетическому обмену в состоянии покоя со средним потреблением кислорода 3,5 мл/мин/кг. Соответственно, могут быть рассчитаны следующие приблизительные значения максимального энергетичес кого обмена у людей с различным уровнем физической подготовленности: 1. Нетренированные - 10. 2. Тренированные спортсмены - 15. 3. Высокотренированные спортсмены - 20 METs. Значения, рассчитанные по формулам непрямого определения У02макс из мощности в Вт (для велоэргометрических исследований) или достигнутой скорости (при тестировании на бегущей дорожке), имеют достаточно большой разброс ввиду большого числа факторов воздействия. Порог VC02/V02 и ЧСС, достигнутая при пересечении кривых, а также значение VО2макс являются определяющими параметрами для расчета ЧСС при аэробной и анаэробной, специфической футбольной тренировке на выносливость. По нашему опыту, этот метод более эффективен для расчета тренировочного пульса, чем метод лактатных порогов. При использовании метода эргоспирометрии параллельно проводится также анализ кинетики лактата методом забора капиллярной крови. Результаты обоих тестирований сравниваются друг с другом и способствуют выработке эффективных рекомендаций по организации тренировочного процесса. 4.2. Анализ функционирования респираторной системы в соревновательном процессе спортсменов При классификации тренировочных нагрузок в целях индивидуализации их тренирующего эффекта учитывается существование «критических точек» мощности нагрузок, которые отличаются разным соотношением аэробных и анаэробных процессов в метаболическом обеспечении мышечной деятельности. При этом система регуляции дыхания, как правило, поддерживает уровень легочной вентиляции согласно интенсивности метаболических процессов, происходящих в организме, а уровень потребления 02 и выделения С02 можно считать конечным результатом. Однако дыхательный центр обеспечивает непосредственно не конечный интегральный уровень легочной вентиляции, а ее компоненты: глубину и скорость вдоха и выдоха, продолжительность фаз дыхательного цикла. Исследования проводили в условиях предсоревновательной подготовки с участием 320 спортсменов, которые специализировались в избранном виде спорта (легкая атлетика, гребля на байдарках и каноэ, хоккей, биатлон, лыжные гонки). Изучали показатели газообмена, внешнего дыхания в условиях эргометрических нагрузок различной продолжительности и интенсивности, позволяющих оценить возможности разных сторон энергообеспечения физической работы. В качестве физических нагрузок, преимущественно аэробного характера энергообеспечения, использовали нагрузки малой интенсивности с дистанционным уровнем потребления О2 17-20% максимального уровня потребления 02 (V02max) и нагрузки средней интенсивности с уровнем V02 51-55% V02max. Мощность аэробных механизмов энергообеспечения физической работы характеризовалась достигнутым уровнем V02max и мощностью «критической» работы (Шкр) при выполнении работы со ступенчато-возрастающей мощностью «до отказа», а также работы на уровне анаэробного порога (WAнП). Использовали 60-секундную нагрузку максимальной интенсивности для оценки анаэробных гликолитических возможностей организма (Wmax60c). В реальном масштабе времени определяли основные характеристики реакции дыхательной системы с использованием диагностического эргоспирометрического комплекса «ОхусопМоЬНе» («Jager», Германия): легочную вентиляцию (VE), частоту дыхания (fТ), дыхательный объем (VT), концентрацию С02 и 02 в выдыхаемом (FE02, FEC02) и в альвеолярном воздухе (FA02, FaC02), потребление 02 (V02), выделение С02 (VC02), газообменное отношение (VC02-V02-1), вентиляционные эквиваленты для 02 (EQ02 = VEA/02-1) и С02 (EQC02 - VE - VC02-1), кислородный пульс («02-пульс» = V02 • ЧСС-1) и др. Учитывая, что измерения проводились в открытой системе, показатели внешнего дыхания приведены к условиям BTPS, а газообмена -к условиям STPD. Регистрацию частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд • мин-1) проводили с помощью «Sport Tester Polar» (Финляндия). В условиях физических нагрузок с различным соотношением аэробных и анаэробных процессов в энергообеспечении были проанализированы изменения реакции кардиореспираторной системы (КРС) по ее уровню и эффективности. Как видно из данных, в условиях использованных тестов спортсмены выполняют физическую работу различной мощности, что и обусловливает различный уровень срочной реакции КРС, которая адекватна уровню метаболизма при определенных условиях выполнения физиче ской работы. При аэробных физических нагрузках малой и средней интенсивности, нагрузках на уровне порога анаэробного обмена отмечается некоторое преобладание прироста потребления 02 над увеличением выделения С02. Так, величина VCО2-VCО2-1 изменялась в пределах от 0,78 до 0,93. Это свидетельствовало о том, что тестирующие нагрузки выполнялись преимущественно за счет аэробных механизмов энергообеспечения. В этот период активность анаэробных гликолитических процессов в энергообеспечении работы незначительна, и они играют мобилизирующую роль для развития аэробных процессов в энергообеспечении. С увеличением интенсивности физических нагрузок на фоне повышения активности аэробных процессов в энергообеспечении отмечается прогрессирующее увеличение активности анаэробных гликолитических процессов. В этот период нарушается баланс образования лактата в мышцах и его утилизации в организме, появляются признаки угнетения аэробных процессов в энергообеспечении нарастающей степенью ацидоза. При выполнении работы на уровне порога анаэробного обмена и после его превышения отмечается больший прирост выделения С02 (на 1585,74±29,75%), чем потребления 02 (на 1234,55+20,23%), что связано с компенсацией нарастающей степени ацидоза во время выполнения максимальных физических нагрузок (табл. 22). Увеличение вклада анаэробных гликолитических процессов и нарастающая степень ацидоза приводят к изменениям в эффективности деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. С повышением интенсивности физических нагрузок в аэробной зоне отмечается повышение эффективности легочной вентиляции и эффективности дыхательного цикла (изменения V02 • fT-'''Таблица 1 в диапазоне 88,48-308,19%), а после превышения порога анаэробного обмена отмечается снижение их эффективности. При нагрузках были обнаружены достоверные различия величины основных параметров функционирования дыхательной системы (табл. 23), характеризующие структуру дыхательной реакции. С увеличением мощности нагрузки отмечается прогрессирующее увеличение VE, Vx, fT, VA, VD в сочетании со снижением продолжительности дыхательного цикла (TfТ), создаются сложные и неоднозначные изменения паттерна дыхательной реакции (легочной вентиляции). Наибольшая степень изменений относительно состояния покоя отмечается для альвеолярной вентиляции при аэробных нагрузках малой (на 203,13±3,24%) и максимальной (на 1377,33+4,58%) интенсивности, а также для легочной вентиляции (от 196,26±9,38 до 1200,78±23,73% соответственно). Меньшая степень изменений отмечается для уровня вентиляции мертвого пространства (от 199,99±8,14 до 862,86± 1,03% соответственно). Таблица 22 Уровень физической работоспособности и уровень функционирования кардиореспираторной системы у спортсменов в условиях физической работы разного характера энергообеспечения, X±S'''

<p>Относи</p><p>тельныйОтносительный</p>

<p>интенсив</p><p>ностиинтенсивности</p></td><td>

<p>интенсив</p><p>ностиинтенсивности</p></td><td>

<p>'''Таблица 23</p><p>2. Изменения основных характеристик функционирования дыхательной системы у спортсменов в условиях выполнения физических нагрузок различного характера, X ± S'''</p>

<p>Относи-</p><p>тельныйОтносительный</p>

<p>Уровень альвеолярной вентиляции, V_A, л • мин^-1</p></td><td>

С возрастанием интенсивности нагрузки в формировании уровня легочной вентиляции увеличивается уровень альвеолярной вентиляции и уменьшается вентиляция мертвого пространства. При максимально достигнутой мощности в условиях длительной работы объем функционального мертвого пространства может вырасти на 169,10±3,47%, который, однако составляет меньшую долю от величины дыхательного объема (около 10,20± 1,04%), поэтому эффективность вентиляции в целом при нагрузке возрастает. В условиях удержания работы на уровне «критической» мощности и достижения максимального уровня потребления 02 отмечается снижение VD V_D • VTV_T^-1 от 19,11 ±0,38 до 8,94+0,54, что составляет 46,78±2,06% состояния относительного покоя и свидетельствует об улучшении вентиляционно-перфузионного отношения в легких с ростом мощности физической работы. Уровень легочной и альвеолярной вентиляции в условиях нагрузок различной интенсивности формируется за счет степени увеличения дыхательного объема (145,05-359,45% состояния относительного покоя) и частоты дыхания (132,59-338,09%), а также их соотношения в структуре дыхательной реакции. Уменьшается также продолжительность дыхательного цикла. При условии выполнения физической работы в аэробном режиме до уровня порога анаэробного обмена (включительно) отмечается увеличение уровня легочной вентиляции за счет большего увеличения величины дыхательного объема, чем за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный объем от состояния относительного покоя (866,50+13,93 мл) до уровня порога анаэробного обмена (2918,80+29,52 мл) увеличивается на 225,42±10,09% и в этих условиях достигает максимального уровня - 90,53±3,74%. При повышении интенсивности нагрузки в аэробной зоне отмечаются наибольшие изменения для VT (104,59±3,85%), а меньшие - для fT (31,26+1,98%).

С увеличением интенсивности нагрузки происходит прогрессирующее увеличение вклада анаэробных гликолитических процессов. В этих условиях достижение максимального уровня Уровень легочной и альвеолярной вентиляции в условиях нагрузок различной интенсивности формируется за счет степени увеличения дыхательного объема (159145,05-359,81 ±145% состояния относительного покоя) и частоты дыхания (132,33 л • мин59-1338,09%), а также их соотношения в структуре дыхательной реакции. Уменьшается также продолжительность дыхательного цикла. При условии выполнения физической работы в аэробном режиме до уровня порога анаэробного обмена (включительно) происходит преимущественно отмечается увеличение уровня легочной вентиляции за счет большего увеличения величины дыхательного объема, чем за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный объем от состояния относительного покоя (866, которая 50+13,93 мл) до уровня порога анаэробного обмена (2918,80+29,52 мл) увеличивается на 225,42±10,09% и в этих условиях достигает максимальной величины максимального уровня - 90,53±3,74%. При повышении интенсивности нагрузки в аэробной зоне отмечаются наибольшие изменения для V_T (52104,59±3,44±085%),50 • мина меньшие -для f_T (31,26+1,98%). Как видно

С увеличением интенсивности нагрузки происходит прогрессирующее увеличение вклада анаэробных гликолитических процессов. В этих условиях достижение максимального уровня легочной вентиляции (159,81 ±1,33 л • мин^-1) происходит преимущественно за счет увеличения частоты дыхания, которая достигает максимальной величины (52,44±0,50 • мин^-1). Как видно из рисунка 1, в условиях выполнения и до момента достижения максимального уровня потребления кислорода отмечается наименьший прирост дыхательного объема (на 32,95+1,38%) за этот период, который сочетается с наибольшей степенью учащения дыхания (на 86,05±2,98%). В условиях преобладания в энергообеспечении физической работы анаэробных гликолитических процессов (60 - секундная анаэробная нагрузка максимальной интенсивности) максимальный уровень легочной вентиляции (160,08±2,52 л • мин^-1) формируется при дальнейшем увеличении частоты дыхания (55,29±0,95 мин^-1) в сочетании со снижением дыхательного объема (2930,81 ±40,36 мл). Выполнение нагрузки в аэробном режиме сопровождается углублением дыхания, а в дальнейшем - с увеличением вклада анаэробных гликолитических процессов в энергообеспечении: его учащением, в основном за счет сокращения дыхательного цикла.

Закономерности в изменении структуры дыхательной реакции в условиях физических нагрузок с различным соотношением аэробных и анаэробных процессов в энергообеспечении не зависят от вида спорта. Различия среди представителей разных видов спорта и спортивных специализаций отмечаются только по продолжительности физической работы, выполненной в аэробном режиме или после уровня анаэробного порога при прогрессирующем увеличении активности анаэробных процессов в [[Энергообеспечение мышечной деятельности|энергообеспечении]]. У спортсменов-спринтеров порог анаэробного обмена наступает раньше, чем у стайеров при стандартных условиях выполнения физической нагрузки и, как результат, в формировании легочной вентиляции ранее отмечается увеличение вклада частоты дыхания при уменьшении дыхательного объема.

Таким образом, выбирается такое соотношение между глубиной дыхания и продолжительностью инспираторной и экспира-экспираторной фаз, при котором необходимый уровень альвеолярной вентиляции достигается наиболее экономным путем (с точки зрения работы, выполняемой дыхательной мускулатурой). При выполнении физической работы в аэробном режиме до уровня порога анаэробного обмена отмечается увеличение уровня легочной вентиляции за счет увеличения величины дыхательного объема, чем за счет увеличения частоты дыхания. Физическая работа в аэробном режиме при отсутствии значимых гуморальных сдвигов в организме вызывает увеличение легочной вентиляции преимущественно за счет сигналов от проприорецепторов работающих мышц и диафрагмы, что приводит к повышению в основном дыхательного объема.

торной фазС увеличением интенсивности нагрузки на уровне порога анаэробного обмена после превышения порога формирование необходимого уровня легочной вентиляции происходит преимущественно за счет увеличения частоты дыхания. Так, при котором необходимый уровень альвеолярной вентиляции достигается наиболее экономным путем (с точки зрения работы, выполняемой дыхательной мускулатурой). При выполнении физической работы в аэробном режиме до уровня на уровне порога анаэробного обмена и до момента достижения максимального уровня потребления кислорода отмечается увеличение уровня легочной вентиляции за счет увеличения величины наименьший прирост дыхательного объема(на 32, чем за счет увеличения 95±1,38%), сочетающийся с наибольшим увеличением частоты дыхания(на 86,05±2,98%). Физическая работа В этот период, при увеличении в аэробном режиме энергообеспечении физической работы анаэробных гликолити-ческих процессов, увеличивается значение гуморального стимула, который больше влияет на частоту дыхания при отсутствии значимых гуморальных сдвигов в организме вызывает увеличение формировании легочной вентиляции преимущественно за счет сигналов от проприорецепторов работающих мышц и диафрагмы. При этом появляется при увеличении интенсивности физической нагрузки нелинейность вентиляторной реакции по отношению к приросту продукции СО₂, что приводит к повышению в основном дыхательного объемасвязанно с развитием лактат-ацидоза с артериальной гипоксемией и лимитирующими факторами биомеханики дыхания.

С увеличением интенсивности нагрузки на уровне порога анаэробного обмена после превышения порога формирование Формирование необходимого уровня легочной вентиляции происходит преимущественно за счет увеличения частоты дыхания не является экономным путем с точки зрения биомеханики дыхания. Так, при выполнении физической работы на уровне порога анаэробного обмена С увеличением интенсивности тренировочных нагрузок увеличивается и до момента достижения максимального уровня уровень потребления кислорода отмечается наименьший прирост дыхательного объема (на 32,95±1,38%), сочетающийся с наибольшим увеличением частоты дыхания (на 86О₂,05±2,98%)необходимый для обеспечения мышечного метаболизма. В этот периодДля повышения эффективности тренировочного процесса следует знать индивидуальный «критический» уровень интенсивности тренировочной нагрузки, так как увеличенный при увеличении в энергообеспечении физической работы анаэробных гликолити-ческих процессовэтом уровень потребления О₂ не связан с интенсификацией мышечного метаболизма, увеличивается значение гуморального стимула, который больше влияет на частоту а обеспечивает повышенную работу дыхательных мышц для увеличения частоты дыхания при формировании легочной вентиляции. При этом появляется при увеличении интенсивности Этот фактор может ограничить величину максимальной физической нагрузки нелинейность вентиляторной реакции по отношению к приросту продукции С02работоспособности, что связанно с развитием лактат-ацидоза с артериальной гипоксемией и лимитирующими факторами биомеханики дыхания.поскольку

Формирование необходимого уровня легочной вентиляции за счет частоты дыхания не является экономным путем с точки зрения биомеханики дыхания. С увеличением интенсивности тренировочных нагрузок увеличивается и уровень потребления 02, необходимый для обеспечения мышечного метаболизма. Для повышения эффективности тренировочного процесса следует знать индивидуальный «критический» уровень интенсивности тренировочной нагрузки, так как увеличенный при этом уровень потребления 02 не связан с интенсификацией мышечного метаболизма, а обеспечивает повышенную работу дыхательных мышц для увеличения частоты дыхания. Этот фактор может ограничить величину максимальной физической работоспособности, поскольку при высоком уровне легочной вентиляции дыхательные мышцы начинают использовать весь дополнительно потребленный 02О₂, а в энергообеспечении тренировочной нагрузки увеличивается активность анаэробных гликолитических процессов при снижении аэробных.

Проведенный однократный скрининг динамики изменений концентрации оксида азота в выдыхаемом воздухе при нарастании интенсивности физической нагрузки у подростков-спортсменов выявил волнообразную динамику продукции N0NO, достоверно связанную с интенсивностью анаэробной работы. Повышение значений N0 NO у них свыше 20 ppb у отдельных спортсменов свидетельствуют о возможном риске гиперпродукции данного биологического маркера на фоне сублинически протекающего аллергического воспаления в респираторном тракте. Отсутствие значимого падения ОФВ1 у обследованных спортсменов свидетельствует о достаточной степени компенсаторных изменений и высоком респираторном потенциале атлетов, тренирующих качества скорости-силы и выносливости. Выявленные спортсмены со средним и высоким уровнем продукции оксида азота должны быть отнесены в группу высокого риска бронхиальной гиперреактивности.

В качестве профилактических мероприятий желательно усиление белкового и [[Витаминно-минеральный комплекс|витаминно-минерального компонента]]; применение [[Антигипоксанты|антигипоксантов ]] ([[янтарная кислота]], ко-фермент кофермент Q10, [[милдронат]], цитохром С) в периоде специальной подготовки и в соревновательном периоде, регуляторов липидного обмена в подготовительном периоде ([[L-карнитин]], [[липоевая кислота]]), [[Антиоксиданты|антиоксидантов ]] в соревновательном периоде ([[витамины ]] А, С, Е, В5, В-каротин). Рекомендован углубленный этапный медицинский контроль (1 раз в 3 месяца).