Гипоксия в тренировке спортсменов и факторы, повышающие ее эффективность

Установлено, что при дыхании через маску в организме спортсмена действуют два фактора: сопротивление дыханию и наличие «мертвого» пространства.

Исследованиями В.С. Фарфеля (1965); А.М. Перминова (1994), проведенными на взрослых спортсменах, выявлено, что дыхание через ДМП во время работы значительно отягощается деятельностью дыхательного аппарата, при этом изменяется газовый состав воздуха, концентрация кислорода снижается с 13,9 до 11,3 %, а содержание углекислоты увеличивается с 5,0 до 5,9 %.

По данным Д.И. Тулевича, интенсивные 2-3-минутные упражнения с применением ДМП значительно более эффективны, чем длительная, но малоинтенсивная работа. Автор отметил значительное увеличение силы дыхательных мышц на вдохе и, как следствие, повышение вентиляторных возможностей респираторной системы.

М.А. Артыков в специальном исследовании установил, что на каждые 500 мл ДМП прирост легочной вентиляции составляет 10 л/мин, при этом МОД увеличивается, главным образом, за счет глубины вдоха при относительно постоянной частоте дыхательных движений.

Выявлено, что применение ДМП увеличивает механическую нагрузку на дыхательную мускулатуру. При беге в маске работа дыхательных мышц составляет 70 кг м/мин, а без маски 52 кг м/мин, при этом увеличивается возможность дыхательного аппарата (увеличение жизненной емкости, мощности форсированного вдоха и т. д.), что приводит к тренировке дыхательных мышц, особенно диафрагмы, при акте дыхания увеличивается ее мощность, что в конечном счете способствует увеличению «насосной» функции сердца.

Механизм приспособления к работе в условиях гипоксической гипоксии в целом заключается в ряде функциональных и морфологических изменений, направленных на удержание Р_O2 в капиллярной крови на близком к норме уровне. Эти изменения заключаются, главный образом, в увеличении количества эритроцитов и содержании Нb, кислородной емкости крови, эффективности дыхания и кровообращения. С другой стороны, тренировка в маске способствует быстрому процессу закисления крови, в связи с чем тренируются защитные свойства организма (буферные основания). Так, по данным В.Г. Семенова, И.К. Шашкевича, Э.В. Косенкова (1978), показатели кислотно-щелочного равновесия (КЩР) при использовании ДМП имели тенденцию к углублению метаболического ацидоза. При мышечной работе положительное взаимодействие между гипоксическим и гиперкапническими стимулами явно усиливается, причем этот потенцирующий эффект гипоксии оказывается тем значимее, чем больше нагрузка, т. е. находится в прямой связи с уровнем метаболических процессов.

Месячный цикл тренировок с применением ДМП улучшает функциональное состояние ССС взрослых спортсменов, повышает резистентность к высотной гипоксии, работоспособность и переносимость интенсивности нагрузок. Установлено, что такая тренировка улучшает показатели дыхательной и гемодинамической функций, эффект сохраняется в послетренировочном периоде до 20–25 суток.

2. Возможное повреждающее действие гипоксии на организм

Гипоксия является одним из наиболее распространенных патологических процессов. В основе ее повреждающего действия на организм лежит уменьшение в клетках содержания АТФ при одновременном увеличении концентрации продуктов его распада. В некоторых органах (мозге, сердце) при гипоксии особенно быстро снижается уровень содержания другого макроэргического соединения – креатинфосфата (КФ). Запас АТФ в клетках практически отсутствует, и указанные выше нарушения обусловлены отставанием синтеза АТФ в процессе биологического окисления от его расходования в процессе жизнедеятельности клеток. Степень снижения уровня АТФ и КФ в клетках зависит от скорости развития и тяжести гипоксии, а также от уровня функциональной активности клеток, их потребности в O₂ и энергии.

С увеличением высоты и снижением Р_O2 нарастают гипоксические явления, снижается количество O₂ в альвеолярном воздухе и ухудшается снабжение ткани O₂.

В зависимости от степени гипоксии уменьшается как Р_O2 в крови, так и насыщение гемоглобина O₂. Уменьшается градиент давления кислорода между капиллярной кровью и тканями, ухудшается переход кислорода в ткани. Интенсивность транспорта кислорода из артериальной крови в ткани зависит от градиента давления кислорода в крови и тканях. В обычных условиях Р_O2 артериальной крови составляет 94 мм рт. ст., a Р_O2 тканей -20 мм рт. ст., разница – 74 мм рт. ст. На высоте 2400 м над уровнем моря Р_O2 тканей остается неизменным 20 мм рт. ст., a Р_O2 артериальной крови снижается до 60 мм рт. ст. Градиент давления снижается почти в 2 раза (Wilmore, Costill, 2004).

Следствием указанных изменений энергетического баланса при гипоксии являются многообразные нарушения всех форм обмена веществ, в тканях происходит усиление анаэробного гликолиза из-за устранения ингибирующего влияния АТФ на гликолитические ферменты и повышения их активности под влиянием продуктов распада АТФ и др.