Влияние гликолитической системы на работу
кардиореспираторной системы в анаэробной
лактатной зоне у элитных спортсменов

Поделиться ссылкой:  

Прочитать статью в pdf формате

Аннотация

В статье рассматриваются показатели модели кардиореспираторной системы в анаэробной лактатной зоне у элитных спортсменов. Цель исследования. Адаптировать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных показателей гликолитической системы в анаэробной лактатной зоне в соответствии со скоростью потребления кислорода у элитных спортсменов. Результаты. Обсуждаются показатели сердечно-сосудистой системы, системы дыхания и гликолитической системы в соответствии с ЧСС у элитных спортсменов. Выводы. Представленная модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы соответствует всем физиологическим показателям сердечно-сосудистой системы и системы дыхания в анаэробной лактатной зоне у элитных спортсменов.

Ключевые слова: «спортивное» сердце, вентиляционно-перфузионный коэффициент, система дыхания.

Введение

Эффективность работы кардиореспираторной системы во время физической нагрузки у элитных спортсменов определяется синхронизацией двух процессов: вентиляцией альвеолярного пространства и капиллярной перфузией альвеол. Для оценки эффективности синхронизации процессов вентиляции альвеолярного пространства и капиллярной перфузии альвеол используют вентиляционно-перфузионный коэффициент (V/Q).

Вентиляция альвеолярного пространства зависит от дыхательного объема легких, капиллярная перфузия альвеол – от ударного объема правого желудочка. Соответственно, вентиляционно-перфузионный коэффициент (V/Q) зависит от минутного объема альвеолярной вентиляции и минутного объема крови. Изменение вентиляционно-перфузионного коэффициента (V/Q) в различных зонах тренировочных нагрузок свидетельствует о динамическом изменении процесса синхронизации работы кардиореспираторной системы.

В покое преобладают механизмы капиллярной перфузии альвеол над процессами вентиляции альвеолярного пространства. По мере увеличения объема аэробно-анаэробных тренировочных нагрузок вентиляционно-перфузионный коэффициент повышается и начинают преобладать процессы вентиляции альвеолярного пространства над механизмами капиллярной перфузии альвеол. В лактатной и алактатной анаэробной зоне при ЧСС=175-200 уд/мин вентиляционно-перфузионный коэффициент повышается более 3.30, что свидетельствует о превышении физиологических границ эффективной капиллярной перфузии альвеол.

Цель исследования

Адаптировать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания различных показателей сердечно-сосудистой системы, системы дыхания и гликолитической системы в анаэробной лактатной зоне в соответствии со скоростью потребления кислорода (V-O₂) у элитных спортсменов.

Методы исследования

Адаптировали модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы и Эхо-КГ в зависимости от периодов и фаз сердечного цикла в соответствии с данными ЭКГ (Тюрюмин Я.Л., 2023, 2024). Максимальную ЧСС (ЧССмакс) рассчитывали по Fox S.M. et al (1971). Используемые функциональные показатели сердечно-сосудистой системы и системы дыхания соответствовали зонам тренировочных нагрузок. В модель ведены новые показатели: концентрация лактата в крови (Лакт), лактатный кислородный долг (ЛКД), pH крови (pH), показатели не метаболического СO₂ («избыток» СO₂).

Результаты исследования

Показатели различных систем в покое

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 36-50 уд/мин. Конечно-диастолический объем левого желудочка (КДОлж) = 250 мл. Конечно-систолический объем левого желудочка (КСОлж) = 101-115 мл. Ударный объем левого желудочка (УОлж) = 135-149 мл. Фракция выброса левого желудочка (ФВлж) = 54-60%. Минутный объем крови (МОК) = 4.90-7.46 л/мин. Система дыхания: Дыхательный объем (ДО) = 908-1157 мл. Минутный объем дыхания (МОД) = 6.61-11.57 л/мин. Частота дыхательных движений (ЧДД) = 7-10 д/мин. Альвеолярный дыхательный объем (АДО) = 673-922 мл. Объем альвеолярной вентиляции (ОАВ) = 4.90-9.22 л/мин. Скорость выделения углекислого газа (V-CO₂) = 174-332 мл СО₂/мин. Дыхательный коэффициент (ДК) = 0.70. Вентиляционно-перфузионный коэффициент (V/Q) = 1.00-1.24. Система крови: Артериовенозная разница по кислороду (АВР-О₂) = 25-31%. Скорость потребления кислорода (V-О₂) = 250-470 мл О₂/мин. Концентрация лактата в крови (Лакт) = 0.5 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 0. рН крови = 7.40. Лактатный кислородный долг (ЛКД) = 0 л О₂.

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 50-70 уд/мин. КДОлж = 250 мл. КСОлж = 84-101 мл. УОлж = 149-166 мл. ФВлж = 60-67%. МОК = 7.46-11.64 л/мин. Система дыхания: ДО = 1157-1540 мл. МОД = 11.57-21.56 л/мин. ЧДД = 10-14 д/мин. АДО = 922-1305 мл. ОАВ = 9.22-18.27 л/мин. V-CO₂ = 332-690 мл СО₂/мин. ДК = 0.70-0.74. V/Q = 1.24-1.57. Система крови: АВР-О₂ = 31-40%. V-О₂ = 470-932 мл О₂/мин. Лакт = 0.5 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 0. рН крови = 7.40. ЛКД = 0 л О₂.

Аэробная восстановительная зона («зона сжигания жиров»)

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 100-120 уд/мин. КДОлж = 250 мл. КСОлж = 41-58 мл. УОлж = 192-209 мл. ФВлж = 77-84%. МОК = 19.18-25.05 л/мин. Система дыхания: ДО = 2220-2745 мл. МОД = 44.40-65.88 л/мин. ЧДД = 20-24 д/мин. АДО = 1985-2510 мл. ОАВ = 39.70-60.24 л/мин. V-CO₂ = 1626-2595 мл СО₂/мин. ДК = 0.80-0.84. V/Q = 2.07-2.40. Система крови: АВР-О₂ = 53-61%. V-О₂ = 2026-3073 мл О₂/мин. Лакт = 0.5 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 0. рН = 7.40. ЛКД = 0 л О₂.

Аэробная тренирующая зона

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 140-155 уд/мин. КДОлж = 250 мл. КСОлж = 25 мл. УОлж = 225 мл. ФВлж = 90%. МОК = 31.51-34.88 л/мин. Система дыхания: ДО = 3317-3598 мл. МОД = 92.89-111.54 л/мин. ЧДД = 28-31 д/мин. АДО = 3082-3363 мл. ОАВ = 86.31-104.25 л/мин. V-CO₂ = 3900-5575 мл/мин. ДК = 0.89-1.05. V/Q = 2.74-2.99. Система крови: АВР-О₂ = 70-76%. V-О₂ = 4404-5319 мл О₂/мин. Лакт = 0.5-2.0 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 256 мл СО₂/мин. рН = 7.37-7.40. ЛКД = 0.57-2.26 л О₂.

Аэробно-анаэробная зона (лактатный порог 1 – лактатный порог 2)

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 155-170 уд/мин. КДОлж = 250 мл. КСОлж = 25 мл. УОлж = 225 мл. ФВлж = 90%. МОК = 34.88-38.25 л/мин. Система дыхания: ДО = 3598-3880 мл. МОД = 111.54-131.92 л/мин. ЧДД = 31-34 д/мин. АДО = 3363-3645 мл. ОАВ = 104.25-123.93 л/мин. V-CO₂ = 5575-7520 мл/мин. ДК = 1.05-1.19. V/Q = 2.99-3.24. Система крови: АВР-О₂ = 76-82%. V-О₂ = 5319-6323 мл О₂/мин. Лакт = 2.0-4.16 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 256-1197 мл СО₂/мин. рН = 7.33-7.37. ЛКД = 2.26-4.71 л О₂.

Лактатная анаэробная зона

Сердечно-сосудистая система: ЧСС = 170-200 уд/мин. КДОлж = 250 мл. КСОлж = 25-55 мл. УОлж = 195-225 мл. ФВлж =78-90%. МОК = 38.25-39.00 л/мин. Система дыхания: ДО = 3880-3882 мл. МОД = 131.92-155.30 л/мин. ЧДД = 34-40 д/мин. АДО = 3645-3647 мл. ОАВ = 123.93-145.90 л/мин. V-CO₂ = 7520-10360 мл/мин. ДК = 1.19-1.39. V/Q = 3.24-3.74. Система крови: АВР-О₂ = 82-95%. V-О₂ = 6323-7444 мл О₂/мин. Лакт = 4.16-22.2 ммоль/л. «Избыток» СО₂ = 1197-2916 мл СО₂/мин. рН = 6.99-7.33. ЛКД = 4.71-25.13 л О₂.

Выводы

Таким образом, представленная модель работы «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы описывает ключевые показатели сердечно-сосудистой системы, системы дыхания и гликолитической системы в лактатной анаэробной зоне в соответствии со скоростью потребления кислорода у элитных спортсменов.

У элитных спортсменов в лактатной анаэробной зоне концентрация лактата в крови, «избыток» не метаболического СО₂ и лактатный кислородный долг достигают максимальных значений, рН крови достигает минимально допустимых значений.

Скорость потребления кислорода повышается до 7400-7500 мл О₂/мин, что примерно соответствует показателям 100-101 мл О₂/мин/кг у элитных спортсменов. Для достижения таких показателей скорости потребления кислорода средние значения жизненной емкости легких должны соответствовать 7700-7800 мл, а средний конечно-диастолический объем левого желудочка – 245-255 мл.

Элитные спортсмены должны обладать уникальными физиологическими данными кардиореспираторной системы и показателями гликолитической системы для достижения результатов близких к мировым рекордам в лактатной анаэробной зоне.

Тюрюмин Я.Л. Влияние гликолитической системы на работу кардиореспираторной системы в анаэробной лактатной зоне у элитных спортсменов // Сборник трудов III Международной научно-практической конференции «Прикладная спортивная наука: традиции, реалии, перспективы» (18-19 декабря 2025 г.). – Минск (Республика Беларусь), 2025. – С. 149-152 – 0,23 печ. л. – ISBN 978-985-90604-7-2 – РИНЦ.