ОСОБЕННОСТИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У СПОРТСМЕНОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ

Поделиться ссылкой:  

Прочитать статью в pdf формате

Аннотация

В статье рассматриваются показатели модели кардиореспираторной системы у спортсменов высокой квалификации. Цель исследования. Разработать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания показателей при ЧССмакс = 200 уд/мин у спортсменов высокой квалификации. Результаты. Обсуждаются показатели сердечно-сосудистой системы и системы дыхания в соответствии с ЧССмакс у спортсменов высокой квалификации. Выводы. Представленная модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания ЧССмакс = 200 уд/мин соответствует всем физиологическим показателям сердечно-сосудистой системы и системы дыхания у спортсменов высокой квалификации.

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

Введение

Сердечно-сосудистая система и система дыхания являются важными составляющими в кислородтранспортной системе [1,2]. Функциональное состояние системы дыхания обеспечивает поступление кислорода в кровь, функциональное состояние сердечно-сосудистой системы определяет количество крови, поступающее в большой и малый круг кровообращения [1,2].

Кардиореспираторная система является важной составляющей у спортсменов высокой квалификации [1-3, 9, 10].

Система дыхания обеспечивает достаточное поступление кислорода из атмосферного воздуха в альвеолы (система вентиляции) [1, 3, 9, 10]. Объем вентиляции легких зависит от минутного объема альвеолярной вентиляции [1, 3, 9, 10].

Сердечно-сосудистая система выполняет функцию доставки кислорода из альвеол к скелетным мышцам (система перфузии) [4-8]. Перфузия легких зависит от минутного объема крови [4-8].

Вентиляционно-перфузионный коэффициент (V/Q) отражает эффективность альвеолярной вентиляции/перфузии в легких при физических аэробно-анаэробных тренировочных нагрузках различной мощности [1, 3, 9, 10].

Вентиляционно-перфузионное соотношение свидетельствует о наличии синхронизации работы кардиореспираторной системы в различных зонах тренировочных нагрузок [1-10]. Соответственно, эффективность синхронизации работы кардиореспираторной системы можно оценить с помощью вентиляционно-перфузионного коэффициента [1, 9, 10].

Эффективная синхронизация работы кардиореспираторной системы («спортивное» сердце и «спортивное» дыхание) значительно повышает скорость потребления кислорода и возможности спортсменов высокой квалификации для выполнения в большей степени аэробно-анаэробных тренировочных нагрузок субмаксимальной и максимальной мощности [1-10].

Цель исследования

Разработать модель «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания показателей при ЧССмакс = 200 уд/мин у спортсменов высокой квалификации.

Методы исследования

Для построения «идеальной» или «должной» модели кардиореспираторной системы для описания различных зон тренировочных нагрузок использовали модель «идеальной» или «должной» ЭКГ в зависимости от периодов и фаз сердечного цикла в соответствии с данными ЭхоКГ [4-8]. Функциональные показатели системы дыхания взаимосвязаны с показателями сердечно-сосудистой системы и соответствовали зонам тренировочных нагрузок [3]. Максимальную ЧСС (ЧССмакс) рассчитывали по Fox S.M. et al. (1971). Конечно-диастолический объем левого желудочка = КДОлж. Конечно-систолический объем левого желудочка = КСОлж. Ударный объем левого желудочка = УОлж. Фракция выброса левого желудочка = ФВлж. Минутный объем крови = МОК [4-8]. Артериовенозная разница по кислороду = АВР-О2. Скорость потребления кислорода = V-О2. Дыхательный объем = ДО. Альвеолярный дыхательный объем = АДО. Частота дыхательных движений = ЧДД. Минутный объем дыхания = МОД. Объем альвеолярной вентиляции = ОАВ. Скорость выделения углекислого газа = V-СО2. Дыхательный коэффициент = ДК. Вентиляционно-перфузионный коэффициент = V/Q [1, 3, 9, 10].

Основная часть

Показатели кардиореспираторной системы в покое (ЧСС = 38 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 38 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 109 мл. УОлж = 131 мл. ФВлж = 55%. МОК = 4.98 л/мин. АВР-О2 = 25.0%. V-О2 = 250 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 866 мл. МОД = 6.58 л/мин. ЧДД = 7.6 д/мин. АДО = 641 мл. ОАВ = 4.87 л/мин. V-CO2 = 174 мл/мин. ДК = 0.70. V/Q = 0.98.

ЭхоКГ: ЧСС = 60 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 89 мл. УОлж = 151 мл. ФВлж = 63%. МОК = 9.09 л/мин. АВР-О2 = 35.6%. V-О2 = 650 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 1279 мл. МОД = 15.35 л/мин. ЧДД = 12 д/мин. АДО = 1054 мл. ОАВ = 12.65 л/мин. V-CO2 = 464 мл/мин. ДК = 0.71. V/Q = 1.39.

Аэробная восстановительная зона (зона сжигания жиров = ЧСС = 100-120 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 100 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 56 мл. УОлж = 184 мл. ФВлж = 76.7%. МОК = 18.41 л/мин. АВР-О2 = 52.6%. V-О2 = 1945 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 2117 мл. МОД = 42.34 л/мин. ЧДД = 20 д/мин. АДО = 1892 мл. ОАВ = 37.84 л/мин. V-CO2 = 1471 мл/мин. ДК = 0.76. V/Q = 2.06.

ЭхоКГ: ЧСС = 120 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 40 мл. УОлж = 200 мл. ФВлж = 83.5%. МОК = 24.05 л/мин. АВР-О2 = 61.0%. V-О2 = 2950 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 2617 мл. МОД = 62.80 л/мин. ЧДД = 24 д/мин. АДО = 2392 мл. ОАВ = 57.40 л/мин. V-CO2 = 2322 мл/мин. ДК = 0.79. V/Q = 2.39.

Аэробная восстановительная зона (зона кардиовыносливости = ЧСС = 120-140 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 140 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 24 мл. УОлж = 216 мл. ФВлж = 90%. МОК = 30.25 л/мин. АВР-О2 = 69.5%. V-О2 = 4227 мл/мин

Система дыхания: ДО = 3162 мл. МОД = 88.55 л/мин. ЧДД = 28 д/мин. АДО = 2937 мл. ОАВ = 82.25 л/мин. V-CO2 = 3905 мл/мин. ДК = 0.92. V/Q = 2.72.

Аэробная тренирующая зона (ЧСС = 140-155 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 155 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 24 мл. УОлж = 216 мл. ФВлж = 90%. МОК = 33.48 л/мин. АВР-О2 = 75.9%. V-О2 = 5106 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 3430 мл. МОД = 106.32 л/мин. ЧДД = 31 д/мин. АДО = 3205 мл. ОАВ = 99.34 л/мин. V-CO2 = 5525 мл/мин. ДК = 1.08. V/Q = 2.97.

Лактатная анаэробная зона (ЧСС = 170-190 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 170 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 24 мл. УОлж = 216 мл. ФВлж = 90%. МОК = 36.72 л/мин. АВР-О2 = 82.2%. V-О2 = 6070 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 3698 мл. МОД = 125.74 л/мин. ЧДД = 34 д/мин. АДО = 3473 мл. ОАВ = 118.09 л/мин. V-CO2 = 7587 мл/мин. ДК = 1.25. V/Q = 3.22.

ЭхоКГ: ЧСС = 190 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 43 мл. УОлж = 197 мл. ФВлж = 82%. МОК = 37.39 л/мин. АВР-О2 = 90.7%. V-О2 = 6818 мл/мин

Система дыхания: ДО = 3716 мл. МОД = 141.20 л/мин. ЧДД = 38 д/мин. АДО = 3491 мл. ОАВ = 132.65 л/мин. V-CO2 = 9330 мл/мин. ДК = 1.37. V/Q = 3.55.

Алактатная анаэробная зона (ЧСС = 190 уд/мин – ЧССмакс = 200 уд/мин):

ЭхоКГ: ЧСС = 200 уд/мин. КДОлж = 240 мл. КСОлж = 53 мл. УОлж = 187 мл. ФВлж = 78%. МОК = 37.44 л/мин. АВР-О2 = 95.0%. V-О2 = 7146 мл/мин.

Система дыхания: ДО = 3701 мл. МОД = 148.03 л/мин. ЧДД = 40 д/мин. АДО = 3476 мл. ОАВ = 139.03 л/мин. V-CO2 = 10005 мл/мин. ДК = 1.40. V/Q = 3.71.

Выводы

Таким образом, представленная модель работы «идеальной» или «должной» кардиореспираторной системы для описания ЧССмакс = 200 уд/мин соответствует всем физиологическим показателям сердечно-сосудистой системы и системы дыхания у спортсменов высокой квалификации [1-10]. Скорость потребления кислорода (V-О2) примерно составляет 96-100 мл О2/мин/кг, что соответствует показателям максимального потребления О2 у спортсменов высокой квалификации [2]. Соответственно, средние значения ЖЕЛ должны соответствовать 7450-7500 мл, средний конечно-диастолический объем левого желудочка – 235-245 мл [1, 3, 9, 10].

Повышение коэффициента альвеолярной вентиляции/перфузии в легких более 3.31 при ЧСС=175-200 уд/мин (V/Q=3.31-3.71) свидетельствует о вовлечении в альвеолярную вентиляцию верхних сегментов верхней доли легких и неэффективности избыточной вентиляции из-за низкой перфузии (Ра>РA>Рv) при ЧССмакс = 200 уд/мин у спортсменов высокой квалификации [1, 9, 10].

Одной из главных причин снижения альвеолярной перфузии в легких при ЧСС=175-200 уд/мин (V/Q=3.31-3.71) может быть укорочение продолжительности сегмента S-T (систола желудочков) и интервала T-P (диастола желудочков) до 0, и, как следствие, параллельное уменьшение ударного объема правого желудочка и фракции выброса с 90% до 78% при ЧССмакс = 200 уд/мин у спортсменов высокой квалификации [4-8].

Список литературы

1. Гайтон, А.К. Медицинская физиология / А.К. Гайтон, Д.Э. Холл / Пер. с англ.; под ред. В.И. Кобрина. – М.: Логосфера, 2008. – 1296 с.
2. Википедия: свободная энциклопедия. Максимальное потребление кислорода - Wikipedia, 2025. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/, дата обращения: 08.02.2025.
3. Платонов, В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения / В.Н. Платонов. – К.: Олимпийская литература, 2004. – 808 с.
4. Тюрюмин Я.Л. «Спортивное» сердце: ЧССмакс, ЭКГ и ЭхоКГ // В сборнике: Спорт – дорога к миру между народами. Москва, 2023. – C. 212-216.
5. Тюрюмин Я.Л. Характеристика частоты сердечного сокращение при выполнении физических нагрузок. ЧСС-170: ЭКГ И ЭхоКГ // В сборнике: Тенденции развития легкоатлетического спорта в России и мире в современных условиях: проблемы и перспективы. Москва, 2023. – С. 34-38.
6. Тюрюмин Я.Л. «Спортивное» сердце: ЧСС максимальная и ЭКГ // В сборнике: Актуальные медико-биологические проблемы спорта и физической культуры. Волгоград, 2023. – Ч. I. – С. 357-362.
7. Тюрюмин, Я.Л. Спортивное» сердце. Зоны тренировочных нагрузок // В сборнике: Фундаментальные и прикладные гуманитарные исследования в сфере физической культуры, спорта и олимпизма: традиции и инновации. Москва, 2022. – С. 235-239.
8. Bazett, H. An analysis of the time-relations of electrocardiograms / H. Bazett // Ann Noninvasive Electrocardiol. 1997. – Vol. 2, No. 2. – P. 177-194.
9. Koeppen, B.M. Berne and Levy Physiology / B.M. Koeppen., B.A. Stanton. 7th ed. – Philadelphia, PA: Elsevier, 2018. – 884 p. – ISBN: 9780323393942.
10. Silbernagl, S. Color atlas of physiology / S. Silbernagl, A. Despopoulos 6th ed. – New York: Thieme, 2009. – 453 p. – ISBN 9783135450063.

Тюрюмин Я.Л. Особенности кардиореспираторной системы у спортсменов высокой квалификации // Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Физическая реабилитация и спортивная медицина: теория и практика» (22-23 мая 2025 г.). – Москва, 2025. – С. 302-307 – 0,29 печ.л. – ISBN 978-5-6053465-4-8 – РИНЦ.