дыхание, что является якобы обязательным условием высокого потребления кислорода. При более частом дыхании дыхательные движения будто становятся поверхностными, легкие вентилируются недостаточно и потребление кислорода незначительно: Такие соображения правильны в отношении дыхания при покое или при выполнении очень слабой физической работы. Действительно, при незначительной легочной.вентиляции частое дыхание будет сопровождаться небольшой глубиной дыхательных движений, и можно предполагать, что при этом дыхание будет несколько поверхностным. Однако эти опасения совершенно напрасны, когда речь идет о больших спортивных напряжениях, в особенности при движениях циклического характера. Легочная вентиляция достигает здесь, как было сказано, таких больших величин, что даже самая высокая частота дыханий не сделает дыхание поверхностным. В самом деле, представим себе, что при легочной вентиляции 120 л совершается 60 дыханий в минуту, т. е. в секунду происходят и вдох и выдох. Это очень большая частота. Но при этом глубина дыхания составит 2 л. При жизненной емкости легких 4 л это будет обозначать, что при каждом дыхании используется 50% емкости легких. Такое дыхание надо признать очень глубоким, а отнюдь не поверхностным. Поэтому опасаться каких-либо отрицательных влияний высокой частоты дыхания при больших спортивных напряжениях, конечно, не приходится. Более того, стремление обязательно к более редкому дыханию при таких напряжениях может привести к ограничению легочной вентиляции. Именно такое явление пришлось нам с А. Д. Ланто-шем и И. М. Фрейдбергом наблюдать в эксперименте, в котором испытуемый совершал частые приседания - 60 приседаний в минуту. Он стремился вначале к тому, чтобы частота дыханий не была слишком большой, и дышал 30 раз в минуту, т. е. один дыхательный цикл на два приседания. Но вот было замечено, что количество совершаемой работы ограничивается именно недостаточной легочной вентиляцией. Увеличить эту легочную вентиляцию за счет глубины дыхания было уже невозможно. При данной частоте дыхания был уже достигнут предел его глубины. Тогда испытуемый перешел к более частому дыханию. Чтобы не нарушать ритма движений, пришлось увеличить частоту дыханий вдвое. Теперь при 60 приседаниях в минуту совершалось уже не 30, а 60 дыханий в минуту. Глубина дыхания при этом несколько снизилась,. зато легочная вентиляция сильно возросла. От этого увеличилось и потребление кислорода, а вместе с тем оказалось возможным' увеличить . и . объем выполняемой работы, т. е. число приседаний до отказа. На этом примере мы убедились в том, что в некоторых случаях целесообразно увеличивать частоту дыханий, не опасаясь того, что ды-хание станет поверхностным. Подобное же явление наблюдал Н. Г. Озолин. Все рассмотренное выше касается влияния мышечной работы на дыхание. Дыхание при мышечной работе усиливается под влиянием двух факторов. С одной стороны, при мышечной работе происходит уменьшение содержания в крови кислорода и увеличение в ней углекислоты. Такое изменение состава крови сказывается на возбуждении дыхательного центра, находящегося в продолговатом мозге. Дыхательный центр, возбуждаясь, посылает усиленные импульсы в двигательные центры спинного мозга, откуда они направляются к дыхательной мускулатуре. Как только дыхание усиливается, кровь соответственно обогащается кислородом, а избыток углекислого газа из нее удаляется. Устраняется причина усиленного возбуждения работы дыхательного центра. Но как только возбуждение его уменьшается и снижается интенсивность дыхания, немедленно опять происходит снижение кислорода и повышение углекислого газа в крови, что опять возбуждает дыхательный центр. В результате при хорошей налаженности такого рода регуляции дыхание поддерживается при мышечной работе именно на таком уровне, который необходим для достаточного снабжения кислородом и удаления избытков углекислого газа. Помимо указанного, гуморального влияния (т. е. влияния химизма крови), мышечная работа оказывает и непосредственные нервные влияния на дыхательный центр. При мышечной работе возбуждаются заложенные в мышцах чувствующие нервные окончания, и центростремительные импульсы поступают вверх по центральной нервной системе, достигая в числе прочих центров также и дыхательного центра. Кроме того, возбуждение дыхательного центра может быть связано с возбуждением двигательных центров головного мозга. Последнее, естественно, тем больше, чем более интенсивна мышечная работа. По этой причине дыхательный центр усиливает работу дыхательных мышц соответственно интенсивности мышечной деятельности. Влияние дыхания на движение Не только мышечная работа влияет на дыхание, но и наоборот - дыхание оказывает влияние на мышечную работу. На возможность таких влияний указывали еще И. М. Сеченов и Н. Е. Введенский. Наиболее четкие экспериментальные доказательства представили впервые Л. А. Орбели и К. И. Кунстман. Они перерезали чувствующие нервы, идущие от лапы собаки, и заметили, что в. таком случае эта лапа совершает движения в такт с дыхательными движениями. Этот факт был затем подробно проанализирован многими исследователями, и такие движения получили название «дыхательных движений конечностей». Было доказано, что эти движения являются следствием распространения возбуждения из дыхательного центра на двигательные центры. В естественных условиях такое влияние увидеть трудно, потому что оно тормозится импульсами от чувствующих аппаратов мышц, но в специальных условиях оно легко обнаруживается. Возникает вопрос, оказывает ли влияние дыхание на мышечную деятельность человека? Оказывается, такие влияния существуют и могут быть обнаружены в сравнительно простых условиях. Несколько примеров таких влияний можно привести из работ, выполненных в нашей лаборатории аспирантом Е. В. Кудрявцевым. В самом простом виде влияние дыхания на движения иллюстрируется следующим образом. Испытуемый работает на велоэргометре, вращая педали в каком-либо удобном для него ритме. Этот ритм автоматически регистрируется одновременно с регистрацией частоты дыханий. После того как 1-2 мин. совершается работа в равномерном ритме, испытуемому предлагается усилить дыхание, продолжая при этом сохранять прежний ритм работы. Оказывается, что усиление дыхания вызывает незаметно для испытуемого учащение вращения педалей велоэргометра. В этом опыте испытуемый произвольно усиливал свое дыхание. В другом опыте дыхание испытуемого усиливалось без его активного участия, но за счет условий, создаваемых экспериментатором. Делалось это следующим образом. Испытуемый, работая на велоэргометре, дышал через дыхательную маску. По желанию экспериментатора он вдыхал либо атмосферный воздух, либо воздух, содержащий повышенное количество углекислого газа. Момент, когда экспериментатор переключал поступление атмосферного воздуха на эту газовую смесь, происходил незаметно для испытуемого. Но с этого момента дыхание испытуемого начинало непроизвольно и подчас незаметно для него усиливаться (рис. 26). Причина понятна: в его крови теперь происходило накопление углекислого газа, служащего специфическим раздражителем дыхательного центра. Оказалось, что одновременно с усилением дыхания происходило также непроизвольно увеличение частоты вращения педалей велоэргометра. Из обеих серий опытов вытекает, что усиление дыхания вызывает усиление и мышечной работы.
Интересный результат получился, когда экспериментатор начал делать переключение на вдыхание другого воздуха, предупредив об этом испытуемого. После ряда таких опытов он однажды сделал вид, что производит нужное переключение, хотя и произнес обычную фразу: «Внимание, переключаю на углекислоту». Испытуемый продолжал вдыхать атмосферный воздух, однако дыхание его участилось и одновременно увеличились обороты педалей. Это типичный пример условного рефлекса. Действия и слова экспериментатора, постоянно совпадавшие с действием углекислого газа, сами теперь начали вызывать ту же реакцию. Почему именно усиленное дыхание вызывает усиление работы? В своей жизни человек постоянно выполняет какую-нибудь мышечную работу, то более легкую, то более сильную. Соответственно этому происходит и увеличение объема дыхания. В результате между интенсивностью работы и интенсивностью дыхания устанавливается определенная связь. Как было сказано выше, эта связь имеет нервно-рефлекторный характер; мышечная деятельность рефлекторно вызывает соответствующее усиление дыхательной деятельности. Однако связь между движением и дыханием устанавливается в нервной системе не односторонняя. Поскольку более сильное дыхание сопровождает всегда более сильную работу, постольку усиление дыхания может стать условным раздражителем, сигнализирующим об усилении работы. Именно поэтому усиление дыхания в описанных опытах, как произвольное, так и непроизвольное, вызывает усиление мышечной деятельности в порядке условного рефлекса. У испытуемого появляется даже ощущение более трудной работы, т. е. именно такой работы, которая обычно сопровождается усиленным дыханием. Значение интенсивности дыхания при работе видно из следующего эксперимента. Были созданы две группы испытуемых одинаковой степени тренированности и находящихся в одинаковых условиях учебы и жизни. Вначале им было предложено работать на велоэргометре до отказа, продемонстрировав при этом всю свою работоспособность, всю свою выносливость, соответствующую исходному состоянию их тренированности. После этого приступили к их тренировке путем работы на велоэргометре. Однако работа эта была небольшая, совершалась не до отказа и не вызывала даже признаков утомления. Группа
Вы читаете ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА
