В статье описаны исследования энергетического метаболизма мышечной деятельности на высоте 2000 м над уровнем моря у 14 спортсменов лёгкой атлетики из сборной Таджикского института физической культуры им. С. Рахимова. Ежемесячный тренировочный цикл в условиях горной местности оказывает выраженный метаболический эффект. В условиях современной гипоксии и снижения вентиляции легких спортсмены сохраняют высокую работоспособность за счет длительного использования анаэробного механизма выработки энергии и увеличения мощности на фоне снижения аэробного обмена.
Ключевые слова : высокогорье, физическая работоспособность, гипоксия, аэробный и анаэробный обмен.
Актуальность работы . Проведение марафона в Душанбе значительно повысило важность организации различных тренировок и спортивных соревнований в высокогорье. Организация спортивных соревнований и тренировок в высокогорье привлекает внимание спортивной общественности, так как механизм влияния горы на тренировочный процесс еще должным образом не изучен. Особенно это актуально для спортсменов, профессиональная квалификация которых напрямую не связана с состоянием дыхательной системы, например борцов. Если исследования в горах на велосипедистах хорошо известны и [1,2, 3, 4, 6, 7] предполагают значительное влияние специальной подготовки, то влияние горного климата на состояние дыхательной системы и газообмен у спортсменов других специальностей практически не изучается. Тренеры этих команд часто проводят свои встречи в соответствии со своими инстинктами и полагаются на результаты соревнований после тренировок в горах, личный опыт, который становится все более и более «Kow how». В связи со всем этим, цель нашего исследования — изучить особенности внешнего дыхания и реконструкцию энергетического метаболизма мышц спортсменов при аэробных и анаэробных упражнениях после месяца в горах.
Методы и организация исследования . Исследование проводилось на горнолыжном курорте Сафеддара на высоте 2000 м. В исследовании приняли участие 14 спортсменов Таджикского института физической культуры им. С. Рахимова. Для оценки физической работоспособности использовался электрический велоэргометр, мощность которого постепенно увеличивается, и ожидается, что нагрузка увеличится с 50 до 250 Вт в минуту. Основным показателем общего рабочего времени было общее аэробное и анаэробное потребление (лактат и лактат).
План занятий: 1–2 минуты в покое, 3–7 минут физических нагрузок, 7–12 минут на восстановление. Состав вдыхаемого газа определяли масс-спектрографом МН6202 (Сумы, Украина), волюметрическим 45084 (Германия). Было отмечено, что респираторные параметры, эффективность дыхания, альвеолярная вентиляция и газообмен были перенесены в систему STPD из-за разницы в атмосферном давлении в самолете и высоте. Оценивались показатели работоспособности, работоспособности, эффективности, мобилизации и функционирования функциональных систем (дыхательной и сердечно-сосудистой) и энергии (аэробной и анаэробной).
Результаты исследования и обсуждения . Анализ респираторных показателей показал, что прохождение возрастающих физических нагрузок можно разделить на три периода: первый — привыкание, которое наблюдается в течение первых 3 минут нагрузки и описывает процесс перехода от покоя к нагрузке. Во-вторых, работа непрерывная, длится с третьей по пятую минуту.
Потребление кислорода (O 2 ) значительно увеличилось, особенно в первом цикле, в то время как во втором цикле рост был значительно снижен, что является значительной задержкой выброса диоксида углерода (CO 2 ). Процессы, происходящие в организме во время первого цикла нагрузки, более точно отражают изменения альвеолярных газов. Видно, что в первую минуту применения в альвеолах РO 2 ) удельное давление кислорода снижается до 72 мм рт. Ст. И резкое повышение удельного давления углекислого газа (РСO 2 ) до 54 мм рт. вступает в силу. Следует отметить, что по данным В. С. Мищенко [5] в этот период (РО 2 ) в среднем всего 94 мм.сут.сим. уменьшается.
После первоначального снижения РO 2 происходит постепенное увеличение альвеол, которое становится стабильным на третьей минуте. Соответственно, возобновление дыхания можно наблюдать в первом раунде: увеличение минутного объема дыхания (MОД) сопровождается заметным увеличением альвеолярной вентиляции (AВ) и уменьшением вентиляции функционального пространства матрицы (мертвого воздуха). В то же время соотношение AВ / МОД значительно увеличивается, что свидетельствует о предельной эффективности легочного газообмена. В этот период МОК увеличивается как по глубине, так и по частоте. Первая фаза физических нагрузок характеризуется большой адаптацией дыхания, что свидетельствует о развитии эквивалентной вентиляции атомарного кислорода.
Вторая стадия — это фаза непрерывной работы, характеризующаяся постоянным увеличением МОД, что в первую очередь связано с увеличением дыхательного объема, хотя частота дыхания оставалась стабильной, а РO 2 соответствовал возрастающей нагрузке.
Фаза восстановления характеризуется стабилизацией альвеолярной концентрации дыхательных газов на четвертой минуте. Хотя VA / DDP был выше, чем в предбазовый период, наблюдалось практически полное восстановление скорости дыхания и газообмена.
Таким образом, заметно резкое снижение РО 2 и повышение РСO 2 в альвеолах в течение первого периода физической активности, что приводит к внезапному синдрому альвеолярной гиповентиляции даже в ответ на небольшую и относительно низкую вентиляцию и слабую вентиляцию. Какие факторы могут это вызвать? В начале высокой гиповентиляционной нагрузки альвеол тот факт, что в организме наблюдается значительное снижение ресурсов системы доставки кислорода, находится уже в состоянии до начала нагрузки. Основным фактором, который может вызвать это состояние, является, прежде всего, высокий тонус артерий малого круга кровообращения, который рефлекторно возникает во время пребывания в высокогорье. В частности, это основной ограничивающий шаг при тренировках на большой высоте. Его наличие существенно ограничивает минутный объем кровотока и, как следствие, потребление кислорода. Вероятно, для его устранения, по нашим данным, необходим большой фактор гиперкапнии, позволяющий замедлить работу легочных артерий и хотя бы немного увеличить кровоток для транспортировки необходимого количества O 2 . Во время фазы восстановления ВА / МОД значительно увеличивается, что косвенно указывает на ослабление легочных артерий.
Высокое рефлекторное сокращение легочной артерии повышает тонус мелких бронхов, что приводит к развитию функциональной эмфиземы легких, которая при гипоксии является лимитирующим фактором увеличения минутного объема дыхания. Все эти механизмы приводят к снижению ресурсной емкости системы доставки кислорода и, как следствие, к ограничению потребления кислорода в горной местности. Возникающая тканевая гипоксия является ключом к запуску реэмиссионного потока ткани на клеточном уровне, что приводит к появлению новых типов митохондрий, новых белков и новых активных генов, которые компенсируют недостаток кислорода в активном анаэробном метаболизме.
В результате длительной адаптации спортсменов к действию этих механизмов развивается гипометаболическое состояние. При этом снижается относительная доля аэробного метаболизма в общей системе энергообеспечения и повышается устойчивость к гипоксии.
Это подтверждается результатами, полученными по окончании тренировки в высокогорных условиях, согласно которым переносимость физических нагрузок у спортсменов высокая. В то же время у большинства из них по признаку аэробной способности выше средней преобладает анаэробный тип работоспособности. Отличительной особенностью метаболической структуры энергетического обмена является увеличение доли всех спортсменов в общих затратах энергии на 45–50 % при активности мышц, что наблюдается у всех спортсменов.
Заключение. Легкая атлетика — это вид спорта, в котором краткосрочная физическая активность носит более анаэробный характер. Часто адаптация к горному климату сочетается с реконструкцией дыхательной системы. В результате длительной адаптации к таким нагрузкам у спортсменов развивается гипометаболическое состояние, которое характеризуется снижением относительного вклада аэробного метаболизма в общую систему энергообеспечения и повышением устойчивости к гипоксии. Можно ожидать, что эту особенность можно усилить во время пребывания в горах.
Интенсивные физические нагрузки горы вначале приводят к внезапной гиповентиляции альвеол легких, а в конечном итоге — к снижению РО 2 и увеличению РСО 2 по сравнению с равниной, где таких изменений не наблюдается. В основе этой реакции лежит эффект высотной гипоксии, характерный для тренировок в горах.
Одномесячный период тренировок в высокогорных условиях имеет выраженный гипометаболический эффект. На основе пониженной вентиляции легких в условиях умеренной гипоксии спортсмены поддерживают высокий уровень физической работоспособности за счет расширенных анаэробных механизмов выработки энергии и увеличения их возможностей на основе сниженного аэробного обмена.
Литература:
- Ризоева О. А. Эколого-физиологические особенности людей в условиях различных климато — географических регионов / О. А. Ризоева, М.Ё. Холбегов, М. Б. Устоев // Вестник Таджикского национального университета (научный журнал) Душанбе: — «Сино» –2015. — 1/3 (164). — С.147–154. ISSN 2074–1847.
- Ризоева О. А. Особенности адаптационных гормонов у молодых людей, прибывших из различных климато — географических регионов РТ / О. А. Ризоева, М.Ё. Холбегов, Х. А. Зафаров // Наука и инновация (научный журнал) серия естественных наук Таджикского национального университета. — Душанбе: «Сино» — 2017. — № 4. — С. 30–34. ISSN 2312–3648
- Булатова М. М. Спортсмен в различных климатогеографических условиях./ М. М. Булатова, В. Н. Платонов — К.: Олимпийская литература, 1996.-178с.
- Ильин В. Н. Влияние факторов среднегорья на функциональное состояние регуляторных систем организма в тренировочном процессе спортсменов / В. Н. Ильин., В. И. Портниченко., А. Родригес., Л. И. Черкес. // Материалы ХI Междунар. Науч.конгр. «Современный олимпийский спорт и спорт для всех» (Минск, 10–12 октября, 2007г.). — Минск,2007.- С. 86–88.
- Мищенко В.С Реактивные свойства кардиореспираторной системы как отражение адаптации к напряженной физической тренировке в спорте./ В. С. Мищенко., Е. Н. Лысенко., В. Е. Виноградлв. -К.: Наук. Свiт,2007.-352с.
- Semenza G. L. Regulation of physiological responses to continuous and intermittent hypoxia by hypoxia-inducibie tactor / G. L. Semenza// Exp. Physijl.- 2006.- Vol. 91, № 5.- P. 803–806.
