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.
Изменение работы сердца при физической нагрузке проявляется в первую очередь увеличением ЧСС. Частота сердечных сокращений отражает «физиологическую цену» достижения полезных результатов. Переход от брадикардии к тахикардии начинается уже через 1 с после начала упражнений; у нетренированных людей предел эффективного учащения варьируется от 150 до 170 уд./мин. Чем тренированнее спортсмен, тем этот предел выше, достигая 180–200 уд./мин. Большее учащение – до 220230 уд./мин – можно наблюдать только у отдельных лиц. Сердечно-сосудистая система адаптируется к систематическим мышечным нагрузкам путем перестройки своих параметров, как в покое, так и под воздействием однократных нагрузок.
Мышечная нагрузка вызывает закономерные изменения капиллярного обмена. При срочной адаптации к мышечным нагрузкам увеличивается площадь обменной поверхности за счет раскрытия новых, ранее не функционировавших капилляров, наблюдается перераспределение кровотока в пользу активно функционирующих мышечных групп и его ускорение. Повышается скорость и объем фильтрации воды и белка из капилляров в ткани. Это приводит к нарастанию вязкости крови во время мышечной нагрузки, что повышает гидростатическое сопротивление в капиллярах. Увеличение артериального давления и заметные изменения венозного способствуют выраженному подъему гидростатического давления в обменных сосудах и усилению процесса фильтрации. Кроме того, фильтрация жидкости через стенку капилляров ведет к аккумуляции воды в тканях. Это увеличивает внесосудистую циркуляцию жидкости, что, в свою очередь, ускоряет транспорт макромалекул и ведет к удалению метаболитов от активно работающих органов. Это осуществляется как венозной, так и лимфатической системами.
Кровь, циркулирующая по кровеносным сосудам вместе с лимфой и межтканевой жидкостью, составляет внутреннюю среду организма человека.
Основой срочной адаптации системы крови являются увеличение объема циркулирующей крови и следующие за ним сдвиги в количестве ее ферментных элементов. Долгосрочная адаптация связывается с усилением кроветворной функции костного мозга под воздействием физической нагрузки.
Система крови для аэробного компонента выносливости характеризуется количеством эритроцитов и гемоглобина.
Многие авторы указывают на то, что при систематическом применении умеренных мышечных нагрузок происходит снижение вязкости крови и плазмы и повышение эритроцитов.
Увеличение количества эритроцитов является одной из важных приспособительных реакций организма человека к многократным мышечным нагрузкам. Его адаптационное значение заключается в увеличении кислородной емкости крови, что, в свою очередь, ведет к повышению выносливости. Также наблюдается нарастающее увеличение объема циркулирующей крови преимущественно за счет прироста объема циркулирующих эритроцитов. Однако общее содержание в организме эритроцитов и гемоглобина возрастет только к концу 2-й недели тренировки, а затем поддерживается на новом уровне. Исследователи считают, что в связи с прогрессивным возрастанием объема выполняемых мышечных нагрузок происходит развитие костного мозга.
В результате тренировки на выносливость повышается объем плазмы и увеличение текучести крови. С теоретической точки зрения повышение текучести крови может сопровождаться улучшением доставки кислорода в ткани во время мышечных нагрузок у тренированных спортсменов.
