ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

движением непосредственно связаны как собственно дыхательные процессы в тканях, т. е. потребление кислорода, так и дыхательные движения - непроизвольные и произвольные. Рассмотрим все эти стороны связи дыхания с движением. Потребление кислорода Важной стороной окислительных процессов при мышечной работе является соответствие между величиной потребляемого организмом кислорода и величиной совершаемой мышцами работы. В известных пределах чем больше работы совершают мышцы, тем больше и потребление кислорода. Не всегда, однако, весь объем кислорода, потребление которого вызвано работой, поглощается мышцами во время их работы; часть этого кислорода может поглощаться после работы. Разберемся в этом. В состоянии полного покоя взрослый человек потребляет в минуту около 1/4 л кислорода. При работе потребление кислорода возрастает. Но потреблять кислород в увеличенном количестве мышцы могут лишь в том случае, если соответственно будет усилена доставка кислорода кровью. Иначе говоря, величина потребляемого мышцами кислорода может ограничиваться (лимитироваться) степенью усиления кровообращения, в частности пропускной способностью сердца. Кроме того, потребление мышцами кислорода может лимитироваться и со стороны самой дыхательной системы, степенью усиления легочного дыхания. Вместе с тем как легочное дыхание, так и кровообращение не могут увеличиваться беспредельно. Каждая из этих систем имеет свой предел увеличения, и у каждого человека этот предел ограничен. Различия в пределах усиления дыхания и кровообращения определяются главным образом степенью тренированности. Мало тренированный человек способен потреблять в одну минуту при интенсивной мышечной работе 2,5-3 л кислорода, т. е. раз в 10 больше, чем при покое. Высокотренированный спортсмен обладает гораздо большими возможностями. Проведенные в нашей лаборатории опыты Г. О. Ефремова и А. П. Борисова показали, что предельное потребление кислорода, или, как стало принято, по нашему предложению, говорить, «кислородный потолок», может достигать 4,5-5,5 л в минуту. Из всего этого следует, что потребление кислорода может увеличиваться пропорционально мощности совершаемой работы только в том случае, если эта мощность такова, что не требует более десятикратного увеличения потребления кислорода у нетренированного и более двадцатикратного у хорошо тренированного спортсмена. Кратковременно может совершаться работа и большей мощности, требующая большего потребления кислорода, чем это в состоянии обеспечить дыхание и кровообращение данного человека. В этом случае образуется так называемый кислородный долг - потребление недостающего кислорода после работы (А. В. Хилл). Этот кислородный долг возникает потому, что при работе, помимо окислительных процессов, совершаются химические реакции без участия кислорода, анаэробные процессы. При этих анаэробных реакциях возникают химические соединения, которые могут накопиться и временно находиться в каком-то количестве в организме, с тем чтобы подвергнуться окислению после работы. Усиленное окисление после работы недоокисленных веществ объясняет, почему в течение какого-то времени, иногда значительного, человек после работы усиленно дышит. Сумма кислородного долга и кислорода, потребляемого во время работы, называется кислородным запросом. Возможны, в основном, четыре варианта соотношений между кислородным запросом, кислородным долгом и потреблением кислорода при работе. Эти варианты соответствуют четырем группам относительных мощностей работы (см. главу VII, «Систематизация упражнений»). В одном варианте увеличение потребления кислорода происходит в соответствии с мощностью работы. В этом случае кислородный запрос не превышает кислородного потолка. Такая мощность работы находится в пределах малых и умеренных мощностей. В этих случаях кислородный запрос своевременно удовлетворяется и образование кислородного долга незначительно. Если же мощность совершаемой работы выходит за пределы умеренной, т. е. когда кислородный запрос превышает величину кислородного потолка данного человека, то потребление кислорода во время работы уже не может увеличиваться. Здесь неизбежен кислородный долг. В зависимости от разницы между кислородным запросом и кислородным потолком, а также от продолжительности работы возможны другие варианты кривых потребления кислорода (рис. 25). Ясно, что при всех случаях в наиболее выгодных условиях окажется спортсмен, у которого особенно велики возможности потреблять кислород во время работы, т. е. спортсмен, обладающий высоким кислородным потолком. Чем больше кислородный потолок, тем больше диапазон тех мощностей, при которых потребление кислорода соответствует выполняемой работе. В свою очередь, чем больше кислородный потолок, тем выше может быть та мощность работы, которая не выйдет за пределы умеренной мощности. Чем больше кислородный потолок, тем при одинаковом кислородном запросе меньшим окажется величина кислородного долга. Это значит, что меньше накопится при работе недоокисленных продуктов анаэробных реакций. Это значит также, что меньше будет одышка после работы и скорее восстановится нормальное дыхание. Высокий кислородный потолок означает также, что такой спортсмен в состоянии работать и при более высоком кислородном запросе. Спортсмен, обладающий большим кислородным потолком, может развивать большую скорость бега, плавания, езды на велосипеде и т. п. по сравнению с тем, у кого кислородный потолок низок. Величина же кислородного потолка зависит от многих факторов, среди которых не последнее место занимает степень развития дыхательного аппарата, возможный объем дыхательных движений спортсмена. Объем дыхательных движений Значение хорошо развитой дыхательной системы для обеспечения большого потребления кислорода и тем самым выполнения большой мощности работы очень велико. Как уже было сказано, кислородный потолок у высокотренированных спортсменов может достигать 4,5-5,5 л в минуту. Можно рассчитать, какова для этого должна быть интенсивность дыхательных движений. Наружный воздух содержит около 21 % кислорода. В выдыхаемом же воздухе содержится обычно 16-17% кислорода. Это значит, что 4-5% кислорода вдыхаемого воздуха поглощаются организмом. Для того, чтобы поглотить в минуту 5 л кислорода, нужно, очевидно, при поглощении 5% кислорода 100 л воздуха, а при поглощении 4% кислорода-125 л воздуха. Именно такой величины достигает действительное количество воздуха, пропускаемого при больших спортивных напряжениях через легкие в минуту, или так называемая легочная вентиляция. Но для того чтобы легочная вентиляция достигла 100-120 л воздуха в минуту, нужно дышать глубоко и часто. В состоянии покоя взрослый человек дышит примерно 12-14 раз в минуту, вдыхая при этом каждый раз около 0,5-0,6 л воздуха, отчего его легочная вентиляция равна в минуту около 7 л. При мышечной работе частота дыхания увеличивается. Степень увеличения может быть различной и зависит как от величины работы, так и от ее характера. При некоторых видах спорта частота дыхания является как бы принудительной, определяемой частотой движений. Так обстоит, например, при плавании. Известно, что при стильном плавании на груди выдох совершается под воду в определенные моменты цикла плавательных движений. Число дыханий поэтому должно точно соответствовать циклу движений. Так как частота движений пловца обычно не превышает в среднем 40- 50 в минуту, то и частота дыханий также не превышает эту цифру. Между тем легочная вентиляция у пловца может достигать, как и при других циклических видах спорта, 100-120 л в минуту. Легко рассчитать, что если за это же время пловец совершает 40 дыханий, то глубина дыханий должна достигать 3 л. Она и достигает такой величины, но лишь у спортсменов, обладающих исключительно большой жизненной емкостью легких, т. е. у тех спортсменов, у которых спирометр показывает 6-7 л. Надо сказать, что глубина дыхания никогда не достигает размеров всей жизненной емкости легких. Она чаще не превышает половины емкости легких или, как это наблюдается у хорошо тренированных пловцов, может достигать 2/3 этой величины. Отсюда ясно, что если у пловца жизненная емкость легких не превышает 4 л, то глубина его дыханий будет не больше чем 2-2,5 л; если он во время плавания совершает 30-40 дыханий в минуту, то легочная вентиляция у него не превысит 60-80 л. Ясно, что такой пловец будет обладать низким кислородным потолком и будет принужден плыть с относительно небольшой скоростью, потому что иначе у него резко возрастет кислородный долг. Правда, встречаются пловцы, обладающие сравнительно невысокой жизненной емкостью легких. Но зато у них исключительно высок процент потребления кислорода воздуха. Вместо обычных 4-5%, такие спортсмены потребляют до 6-7% кислорода. Этим они обеспечивают высокое потребление кислорода во время плавания. Далеко не при всех видах спорта частота дыхания так же принудительна, как при плавании. Обычно при наземных видах спорта можно изменять частоту дыхания в довольно больших пределах. При беге, например, можно совершать один дыхательный цикл, т. е. вдох и выдох, в точном соответствии с циклом движений бегуна, т. е. на один шаг вдох, на другой выдох. Можно совершать один дыхательный цикл на два двигательных цикла, или на три, или на четыре. Можно совершать вдох на 2 шага, а выдох - на 3, 4. В общем, бегун может создавать самые различные соотношения между частотой дыханий и частотой движений. Весьма распространенным является мнение о том, что при спортивных упражнениях надо дышать по возможности реже. При этом, мол, достигается наиболее глубокое