Влияние систематических занятий спортом на состояние жизненной емкости легких (ЖЕЛ)

Лица с нарушением осанки, искривлением позвоночника или остаточными явлениями после травматических повреждений позвоночника к занятиям греблей, как правило, не допускаются [7].

Глава 2. Организация и методика исследования Объектом исследования явились молодые люди мужского пола в возрасте от 18 до 24 лет. Все исследуемые являлись студентами различных ВУЗов Санкт-Петербурга и были практически здоровы, не имели хронических заболеваний. В основную (экспериментальную) группу были включены спортсмены различной специализации, контрольную группу составляли лица, не занимающиеся спортом. В основную группу вошли лица, систематически занимающиеся спортом в течение различного времени. Участники основной группы имели следующую специализацию: плавание, гребля, марафонский бег, бег на длинные дистанции, спортивная ходьба, лыжные гонки, футбол, волейбол. Срок систематических занятий спортом составил от 1 года до 16 лет. Спортсмены основной группы имели квалификацию от первого юношеского разряда до КМС. В основной группе было 11 человек, в контрольной — 13.

В процессе исследований физическое развитие изучалось по основным антропометрическим показателям (рост, вес). Функциональное состояние дыхательной системы определялось при исследовании функции внешнего дыхания (методом спирометрии определялась жизненная емкость легких, форсированная жизненная емкость легких и максимальная вентиляция легких). Функциональное состояние сердечнососудистой системы определялось по параметрам артериального давления.

В процессе исследований физическое развитие изучалось по основным антропометрическим показателям (рост, вес, спирометрия). Эти показатели измерялись в одно время суток (в утренние часы), одними измерительными приборами, в одинаковых условиях у лиц контрольной и подопытной группы.

Функциональное состояние дыхательной системы определялось при исследовании функции внешнего дыхания. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) определялась методом спирометрии с помощью отечественного спирометра модификации СМ-2. Функциональное состояние сердечнососудистой системы определялось по параметрам частоты сердечных сокращений и артериального давления. Частота сердечных сокращений определялась по частоте пульса, измеряемой на лучевой артерии в течение 1 минуты.

Артериальное давление определялось на плечевой артерии аускультативным методом Н. С. Короткова, который позволяет измерить систолическое, и диастолическое артериальное давление. Известно, что давление в артериальной системе ритмически колеблется, достигая наиболее высокого уровня в период систолы и снижаясь в момент диастолы. Это объясняется тем, что выбрасываемая в систолу кровь встречает сопротивление стенок артерий и массы крови, заполняющей артериальную систему. Давление в артериях повышается, и возникает некоторое растяжение их стенок. Измерение производили с помощью сфигмоманометра. Сфигмоманометр состоит из ртутного или пружинного манометра, соединенного резиновыми трубками с манжетой и резиновым баллоном для нагнетания воздуха. В баллоне у места отхождения трубки имеется специальный вентиль, позволяющий регулировать поступление воздуха в манометр и манжету и удерживать давление воздуха в них на желаемом уровне. Более точен ртутный манометр (аппарат Рива—Роччи). Он представляет собой сосуд с ртутью, в который опущена тонкая стеклянная трубка, прикрепленная к шкале с миллиметровыми делениями от 0 до 300.

Давление измеряли на плечевой артерии. Для этого на обнаженное плечо обследуемого накладывали и закрепляли манжету, которая должна прилегать настолько плотно, чтобы между нею и кожей проходил всего один палец. Край манжеты, где вделана резиновая трубка, должен быть обращен книзу и располагаться на 2—3 см выше локтевой ямки. После закрепления манжеты обследуемый удобно укладывает руку ладонью вверх; мышцы руки должны быть расслаблены. В локтевом сгибе находят по пульсации плечевую артерию, прикладывают к ней фонендоскоп, закрывают вентиль сфигмоманометра и накачивают воздух в манжету и манометр.

Высота давления воздуха в манжете, сдавливающей артерию, соответствует уровню ртути на шкале прибора. Воздух нагнетают в манжету до тех пор, пока давление в ней не превысит примерно на 30 мм рт. ст. уровень, при котором перестает определяться пульсация плечевой или лучевой артерии. После этого вентиль открывают и начинают медленно выпускать воздух из манжеты. Одновременно фонендоскопом выслушивают плечевую артерию и следят за показанием шкалы манометра. Когда давление в манжете станет чуть ниже систолического, над плечевой артерией начинают выслушиваться тоны, синхронные с деятельностью сердца.

Все полученные результаты были обработаны c помощью компьютерной программы Excel методом вариационной статистики с определением среднего значения каждого показателя, ошибки среднего значения и критерия достоверности различия Стьюдента. Критерий достоверности различий оценивался по общепринятой методике. Результаты считались, имеющими достоверные отличия, в том случае, если критерий достоверности был более 2, т. е. вероятность составляла 95% (I степень достоверности) Для выяснения влияния систематических занятий спортом на показатели физического развития были определены основные антропометрические и функциональные показатели в двух группах. В процессе исследований физическое развитие изучалось по основным антропометрическим показателям (рост, вес). Функциональное состояние дыхательной системы определялось при исследовании функции внешнего дыхания (методом спирометрии определялась жизненная емкость легких, форсированная жизненная емкость легких и максимальная вентиляция легких). Функциональное состояние сердечнососудистой системы определялось по параметрам артериального давления. Полученные данные представлены в табл.

1.

Таблица 1

Средние величины признаков физического развития спортсменов и лиц контрольной группы Группа Вес (кг) Рост (см) Спирометрия

(м3) Частота пульса (уд. в мин.) Систолическое давление (мм рт.ст.) Диастол. давление

(мм рт.ст.) спортсмены 70,72

± 4,96 177,23

± 4,94 4271,62

± 393 67,15

± 3,02 118,30

± 5,22 67,15

± 2,21 контрольная группа 69,70

± 5,26 176,60

± 4,94 3526,67*

± 432 72,53*

± 3,02 122,81

± 5,22 75,63*

± 2,21

Результаты основной группы, имеющие статистически достоверные отличия от контроля (р < 0,05) отмечены * (первая степень достоверности, вероятность более 95%). Как видно из таблицы 1, средние значения веса, роста не имели достоверных различий у лиц обеих групп, в то время как данные спирометрии у спортсменов были на 21% выше по сравнению с контролем. (р < 0,05). Частота пульса в основной группе была на 7% ниже, чем в контрольной. Отмечено так же статистически достоверное понижение диастолического у спортсменов в среднем на 8 мм рт.ст. (р < 0,05).

Полученные результаты исследования позволяют установить, что систематические занятия спортом приводят к достоверно значимому усилению функции внешнего дыхания (критерий Стьюдента больше 2), что является адекватной физиологической реакцией и является показателем адаптированности организма к физической нагрузке.

ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания. Ее величины зависят как от размеров легких, так и от силы дыхательной мускулатуры. Для уточнения степени влияния различной специализации спортсмена на функции внешнего дыхания данные спирометрии, полученные в основной группе, были распределены по видам спорта (см. табл.

2).

Таблица 2

Характеристика функций внешнего дыхания спортсменов различной специализации Вид спорта ЖЕЛ ЖЕЛ.

% к должной Форсирован;

Ная ЖЕЛ,

% к ЖЕЛ МВЛ, л/мни Плавание 5142 148 87 179 Гребля 5118 147 86 167 Марафонский бег 4315 124 82 168 Бег на длинные дистанции 4002 115 84 164 Спортивная ходьба 4114 119 86 167 Лыжные гонки 4210 121 85 177 Футбол 3792 109 75 108 Волейбол 3480 100 72 108 Среднее значение (М) 4271,62 122,8 82,12 154,75 Средняя ошибка (±m) ± 393 ±6,94 ±4,07 ± 6,02

Установлено, что максимальное повышение ЖЕЛ имеется у спортсменов, занимающихся плаванием и греблей. Это согласуется с литературными данными о том, что наибольшие величины жизненной емкости легких (до б — 7 л) и максимальной произвольной вентиляции легких (до 100—200 л) определяются у спортсменов, занимающихся видами спорта, развивающими выносливость, — у гребцов, пловцов, лыжников и др. Минимальные показатели ЖЕЛ имели волейболисты, их показатели не отличались от таковых у лиц, не занимающихся спортом. На рис. 2. имеется графическое изображение полученных результатов. На диаграмме видно постепенное снижение ЖЕЛ у спортсменов различных специализаций в зависимости от режима мышечной работы.

Рис. 2. Значение функций внешнего дыхания спортсменов различной специализации. Условные обозначения:

Плавание Гребля Марафонский бег Бег на длинные дистанции Спортивная ходьба Лыжные гонки Футбол Волейбол

Кроме того, были проведены исследования динамики изменения ЖЕЛ в зависимости от длительности занятий спортом. Все спортсмены были разделены на подгруппы в зависимости от времени занятий спортом. При определении среднего значения ЖЕЛ в каждой подгруппе были получены следующие результаты (см. табл.

3). При анализе полученных данных обнаружена статистически достоверная зависимость величины ЖЕЛ от времени занятий спортом (р < 0,05).

Таблица 3

Динамика изменения ЖЕЛ в процессе занятий спортом Длительность систематических занятий спортом Среднее значение ЖЕЛ (±m) Менее 1 года 4256 ± 347 От 1 — до 3 лет 4368 ± 321 От 3 — до 5 лет 4679 ± 342 От 5 — до 8 лет 4986 ± 278 От 8 — до 10 лет 5024 ± 514 Более 10 лет 5096 ± 246

На графике, представленном на рис. 3 отчетливо видно повышение ЖЕЛ при увеличении времени занятий спортом любой специализации. Причем, явно прослеживается значительный рост ЖЕЛ при спортивном стаже от 3 до 8 лет. А после 8 лет занятия спортом происходит стабилизация показателей ЖЕЛ.

Рис. 3. Динамика изменения функций внешнего дыхания спортсменов в ходе занятий спортом. Условные обозначения:

Менее 1 года От 1 — до 3 лет От 3 — до 5 лет От 5 — до 8 лет От 8 — до 10 лет Более 10 лет

Выводы Полученные результаты исследования позволяют установить, что систематические занятия спортом приводят к достоверно значимому усилению функции внешнего дыхания (критерий Стьюдента больше 2), что является адекватной физиологической реакцией и является показателем адаптированности организма к физической нагрузке. Установлено, что максимальное повышение ЖЕЛ имеется у спортсменов, занимающихся плаванием и греблей. Минимальные показатели ЖЕЛ имели волейболисты, их показатели не отличались от таковых у лиц, не занимающихся спортом. Отмечено также повышение ЖЕЛ при увеличении времени занятий спортом любой специализации.

Дыхательный объем у спортсменов весьма часто оказывается увеличенным. Он может достигать 1000—1300 мл. Наряду с этим у спортсменов могут быть и совершенно нормальные величины дыхательного объема — 400—700 мл. Это легко обеспечивается у спортсменов с большой ЖЕЛ. Если ЖЕЛ невелика и составляет 3—4 л, то такой дыхательный объем может быть достигнут только путем использования энергии так называемых дополнительных мышц. У спортсменов с фиксированной частотой дыханий (например, у гребцов) дыхательный объем может достигать колоссальных величин — 4,5— 5,5 л. Естественно, что это возможно лишь при условии, что ЖЕЛ достигает 6,5—7 л.

Совершенно очевидно, что чем больше максимальная величина дыхательного объема, тем экономичнее использование кислорода организмом. И наоборот, чем меньше дыхательный объем, тем выше частота дыханий (при прочих равных условиях) и, следовательно, большая часть потребленного организмом кислорода будет расходоваться на обеспечение работы самой дыхательной мускулатуры.

Наибольшие величины ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардио-респираторной производительностью. Дело в том, что развитие аппарата внешнего дыхания может быть изолированным, при этом остальные звенья кардио-респираторной системы, и в частности сердечнососудистой системы, ограничивают транспорт кислорода.

Практические рекомендации Определение ЖЕЛ имеет чрезвычайно большое значение для спортивной практики. Легочная вентиляция является важнейшим показателем функционального состояния системы внешнего дыхания. Это объясняется тем, что, несмотря на укорочение длительности дыхательного цикла при мышечной работе, дыхательный объем должен быть увеличен в 4—6 раз по сравнению с данными покоя. ЖЕЛ у спортсменов часто достигает высоких величин.

Данные о величине ЖЕЛ у спортсмена могут иметь определенное практическое значение для тренера, так как максимальный дыхательный объем, который обычно достигается при предельных физических нагрузках, равен примерно 50% от ЖЕЛ (а у пловцов и гребцов до 60—80%). Таким образом, зная величину ЖЕЛ, можно предсказать максимальную величину дыхательного объема и таким образом судить о степени эффективности легочной вентиляции при максимальном режиме физической нагрузки.

На основании углубленного врачебного обследования, которое обязательно предусматривает определение ЖЕЛ, дается общее заключение, в котором предусмотрено: оценка состояния здоровья, физического развития, функционального состояния; рекомендация тренировочного режима (по общему плану или индивидуальный) и режима соревнований; в случае необходимости рекомендуются лечебно-профилактические мероприятия и восстановительная терапия; назначение дополнительных функционально-диагностических обследований, сроки повторных врачебных освидетельствований.

Список литературы

Бернштейн Н. А. Физиология движений и активность, М., 1990.

Бутченко Л. А., Петров В. П. Теоретические и методологические вопросы спортивной медицины и лечебной физической культуры. Л., 1979.

Епифанов В. А. Лечебная физкультура и спортивная медицина: Учебник для студентов медицинских институтов. М.: Медицина, 1999.

Начала физиологии. Под ред. А. Д. Ноздрачева, С-Пб, «Лань» 2001

Основы физиологии человека. Под ред. Б. И. Ткаченко, С-Пб, 1994.

Поляков Л.Е., Игнатович Б. И., Лашков К. В. Основы военно-медицинской статистики. Учебник.

Л-д., ВМед

А. 1977.

Солодков А.С. (ред) Руководство к практическим занятиям по обшен физиологии- (J116., ГАФК, 2004.

Солодков А.С., Сологуб Е. Б. Физиология человека. Общая, спортивная, возрастная. Учебник — СПб., ГАФК, 2001.

Спортивная медицина. Справочное издание. -М.: Терра-Спорт, 1999. 240 с.

Спортивная медицина. Учебник для ин-тов физ. культ. Под ред. В. Л. Карпмана.

М.:Физкультура и спорт, 1987. — 304 с.

Физиология человека. Руководство в 2-х томах под ред. В. М. Покровского, М., 1997.

Физиология человека. Руководство в 3-х томах под ред. Р. Шмидта, М., 1996.

Фундаментальная и клиническая физиология. Под ред. А. Г. Кашкина, С-Пб., Изд. Центр «Академия», 2004.

Хасис Г. Л. Показатели внешнего дыхания здорового человека, ч. 1—2, Кемерово, 2004. — 328 с.

Хедман Руне. Спортивная физиология. М., «Физкультура и спорт», 1980

Биология. Современный курс. Под ред. проф. А. Ф. Никитина. С-Пб., «Спец

Лит", 2005.