FUNCTIONAL STATE OF RESPIRATORY SYSTEM OF SWIMMERS AT DIFFERENT STAGES OF SPORTS TRAINING

Full Text

Высокий уровень конкуренции, рост результатов в современном спорте обуславливают необходимость непрерывного поиска путей совершенствования физической и психологической подготовленности атлетов. В циклических видах спорта уровень физической работоспособности, наряду с уровнем развития физических качеств и специальной работоспособности спортсмена, адаптации организма к нагрузкам и другими составляющими, вносит значительный вклад в конечный спортивный результат. Спортивная подготовка в плавании предполагает выполнение больших по объему и интенсивности тренировочных и соревновательных нагрузок. Функциональная подготовленность спортсменов-пловцов в большой степени обуславливается мощностью функционирования, функциональной экономичностью, мобилизационными возможностями физиологических систем, уровнем развития функций дыхания и кровообращения (Горбанева 2008; Солопов 2010). Вследствие выполнения большого объема нагрузок и детерминации дыхания техникой плавания у высококвалифицированных пловцов формируется мощная и обладающая высокой выносливостью дыхательная система, которая позволяет при выполнении значительных физических нагрузок форсировать дыхание, повышая его продуктивность. В связи с этим снижение функции внешнего дыхания может являться одним из факторов, лимитирующих работоспособность спортсменов. Таким образом, динамика показателей функции внешнего дыхания позволяет оценивать адаптацию организма к различным тренировочным воздействиям и степень активизации восстановительных процессов (Нарскин и др. 2016). Закономерно, что интерес ученых к вопросам повышения функциональной подготовленности спортсменов за счет развития респираторной системы, а также повышения устойчивости организма к гипоксической нагрузке был велик в прошлом и продолжает расти в настоящее время (Нарскин и др. 2016; Рязанов, Берговина 2011; Московенко 2011; Булгакова, Попов 2009). Целью данной работы является анализ имеющихся в современной литературе сведений об особенностях и закономерностях развития (адаптации) респираторной системы спортсменов-пловцов. Дыхательная и сердечно-сосудистая системы образуют эффективную систему транспорта кислорода в ткани организма и выведение из них диоксида углерода. Легочная вентиляция и диффузия (газообмен между легкими и кровью) - два процесса, которые называют внешним дыханием. Внешнее и внутреннее дыхание связаны друг с другом системой кровообращения. А. А. Васильков в своих исследованиях (2005) показывает устойчивость показателей соотношении частоты сердечных сокращений к частоте дыхания и тесную взаимосвязь между ними в возрастно-половой динамике от рождения до 18 лет. Многочисленными исследованиями установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека (Рубцова и др. 2007). Для достижения высоких спортивных результатов в плавании недостаточно иметь высокие величины показателей внешнего дыхания (среди которых ведущее место занимает жизненная емкость легких), немаловажным является также умение эффективно использовать свои потенциальные возможности при выполнении работы различной интенсивности (Нарскин и др. 2016). Спортивная деятельность в условиях водной среды (плавание) имеет ряд физиологических особенностей, отличающих ее от физической работы в обычных условиях воздушной среды. Эти особенности определяются механическими факторами, связанными с движением в воде, горизонтальным положением тела и большой теплоемкостью воды (Коц 1998; Булгакова 2002). При плавании дыхание согласовано с движениями конечностями. Как правило, на один цикл движений руками выполняется не более чем один вдох и выдох. Большая затрата энергии вызывает большую потребность в кислороде, и поэтому пловец стремится как можно полнее использовать каждый вдох. Давление воды на грудную клетку способствует более полному выдоху и в то же время содействует развитию мышц, расширяющих грудную клетку. Все это приводит к увеличению жизненной емкости легких (у квалифицированных пловцов данный показатель достигает 6,5-8 и более литров) и повышению функциональных возможностей дыхательной системы пловца. Изучение возрастных особенностей физического развития и функционального состояния организма пловцов свидетельствует о взаимосвязи пиков приростов функциональных показателей и скачкообразности прироста соматических признаков (Булгакова, Попов 2009). На начальных этапах подготовки резервы системы внешнего дыхания изменяются незначительно, находясь в пределах нормы для детей, не занимающихся спортом. В процессе занятий плаванием у детей формируется устойчивость к утомлению дыхательной мускулатуры и гипоксическим воздействиям (Рязанов, Берговина 2011; Московенко 2011). Важно понимать, что юные пловцы с разным типом биологического созревания могут иметь выраженные различия в динамике возрастного физического развития, возрастных зонах наибольших темпов прироста, а также уровнях матурации соматических, силовых и функциональных показателей, лимитирующих скорость плавания. Контроль за уровнем биологической зрелости особенно важен для определения сроков начала интенсивной силовой и функциональной тренировки в средних возрастных группах (Булгакова, Попов 2009). Наибольшее практическое значение в спортивной практике имеют величины жизненной емкости легких (ЖЕЛ), дыхательного объема (ДО), минутной вентиляции легких (МВЛ). Изменение этих показателей происходит, в основном, согласно возрастным и приспособительно-адаптационным закономерностям, увеличиваясь в соответствии с изменяющимися объемом и интенсивностью тренировочных нагрузок. Прямым показателем функциональных возможностей системы внешнего дыхания и косвенным показателем максимальной площади дыхательной поверхности легких, где происходит диффузия кислорода и углекислоты, служит величина ЖЕЛ. Динамика показателей ЖЕЛ и МВЛ, с ними и развитие аэробного механизма энергообеспечения у пловцов характеризуются значительными приростами в период с 14 до 17 лет (Булгакова, Попов 2009). До этого возраста приспособительные реакции кардио-респираторной системы пловцов к физическим нагрузкам малоэффективны, характеризуются значительным напряжением при выполнении этих нагрузок (Погодина 2006). В исследованиях А. М. Вагаповой (2009) наибольшие изменения по показателям жизненной емкости легких у пловцов определены в 10-11-летнем возрасте, у детей, не занимающихся спортом, - в 14-15-летнем возрасте. Таким образом, мы наблюдаем неоднозначные результаты исследований у разных авторов и можем заключить, что траектории развития ЖЕЛ у спортсменов-пловцов в возрастной динамике индивидуальны и могут значительно отличаться. Достижение оптимального приспособительного эффекта на разных этапах онтогенеза происходит за счет формирования определенных типов взаимосвязей между компонентами кардио-респираторной системы, а также за счет различной степени вовлечения этих компонентов в обеспечение максимального приспособительного результата (Погодина 2006). Устойчивая связь между значениями жизненной емкости легких и спортивными результатами наблюдается с 16 до 22 лет. В качестве одного из наиболее надежных показателей физической работоспособности человека рекомендуется использовать величину максимального потребления кислорода (МПК или VO2Max), которая является интегральным показателем аэробной производительности организма. Для здорового человека, не занимающегося спортом, МПК составляет 3200-3500 мл/мин, у тренированных лиц МПК достигает 6000 мл/мин. Изучая индивидуальные и средние данные многолетней динамики максимального потребления кислорода у пловцов, Н. Ж. Булгакова и О. И. Попов (2009) показали, что с 11 до 13 лет величина показателя изменяется незначительно, затем начинается быстрый прирост (до 15 лет). Однако индивидуальные траектории развития отличаются заметно. Имеются данные, что уровень МПК, а также степень зрелости показателей функциональных возможностей ExcCO2 и ЛВ в 11-13 лет значительно уступают показателям физического развития (длине и массе тела, ЖЕЛ) (Булгакова, Соломатин 2010). Особенности развития дыхательной системы, так же как и всего организма в целом, обусловлены способом плавания и длинной дистанции, на которой специализируется спортсмен. Пловцы, специализирующиеся на длинные дистанции (стайеры), более рационально используют свою респираторную систему, чем спринтеры, что заключается в меньшем количестве дыхательных циклов в единицу времени при более глубоком дыхании. Пловцы-стайеры превосходят спринтеров по показателям жизненной емкости легких, обладают более высокими показателями вентиляции легких. Имеются данные, что пловцы, специализирующиеся в плавании способом кроль на груди, обладают более высокими показателями ЖЕЛ. Вполне закономерными являются данные, что спортсмены-пловцы превосходят по показателям развития респираторной системы не только школьников, не занимающихся спортом, но и представителей других видов спорта, причем это превосходство проявляется уже в юношеском возрасте. В исследованиях П. Н. Чайникова (2016) показано, что в 14-15 лет пловцы имеют более высокие показатели адаптации кардиореспираторной системы к гипоксии и гипоксемии в сравнении с баскетболистами, что свидетельствует о высоком уровне функционального состояния дыхательной системы. Квалифицированные пловцы 17-20 лет при сравнительном анализе показателей, отражающих экономичность/эффективность и сопряженность функционирования сердечно-сосудистой, дыхательной и двигательной систем, значительно превосходят легкоатлетов и футболистов (Горбанева, Власов 2011). Результаты пловца во многом зависят от степени развития дыхательного аппарата, поэтому овладение правильным дыханием - важный процесс, требующий самого пристального внимания (Нарскин 2016). Знания в области изучения функционального состояния респираторной системы имеют первостепенное значение для специалистов физической культуры и спорта, так как позволяют решать вопросы профессиональной ориентации и отбора, допуска к оздоровительным и тренировочным занятиям, планировать режим двигательной нагрузки исходя из уровня физической подготовленности и состояния здоровья занимающихся (Рязанов 2011). Выводы 1. Развитие респираторной системы является одним из основных факторов, лимитирующих работоспособность спортсмена, которая напрямую зависит как от количества поступающего кислорода, так и от способности организма его усваивать. Уровень развития этих механизмов зависит от возрастных, индивидуальных особенностей организма (биологическая зрелость), направленности тренировочного процесса и условий внешней среды. 2. У спортсменов-пловцов дыхательная система характеризуется высокой функциональной мощностью и экономичностью и превосходит по многим показателям уровень развития дыхательной системы лиц, не занимающихся спортом и спортсменов других специализаций. Это превосходство обусловлено регулярным выполнением пловцами больших объемов циклической работы, требующей постоянной функциональной активности систем, обеспечивающих питание кислородом работающих мышц, и влиянием особых условий, в которых выполняется эта работа, в первую очередь - гидрастолического давления, высокой теплоемкости воды, горизонтального положения тела. 3. Изучение особенностей развития и адаптационных резервов респираторной системы спортсменов-пловцов представляет большой интерес для современного научного и спортивного общества, что обусловлено как личными интересами отдельных специалистов, так стратегиями развития государства в области здравоохранения - сохранение здоровья и увеличение продолжительности жизни граждан, и в области физической культуры и спорта - достижение высоких спортивных результатов на мировой арене и формирование мощного спортивного резерва.

About the authors

А. А. Govorukhina

Surgut State Pedagogical University

Doctor of Biological Sciences, Professor (Grand PhD), Head of Department of Biomedical Sciences and life safety

N. S. Vetkalova

High School №4

coach-teacher

References

Supplementary files