Курсовая работа: Адаптивные изменения некоторых функциональных показателей органов дыхания в процессе тренировки у студентов 18-19 лет

Острая гипоксия.

Развивается в течение первого часа после воздействия причины гипоксии (например, в результате острой кровопотери или острой дыхательной недостаточности).

Подострая гипоксия.

Формируется в течение одних суток (например, при попадании в организм нитратов, окислов азота, бензола).

Хроническая гипоксия.

Развивается и длится более чем несколько суток (недели, месяцы, годы), например, при хронической анемии, сердечной или дыхательной недостаточности (А.З. Колчинская, 1983).

1.3 Адаптация к гипоксии при мышечной работе

Практика пребывания человека в условиях гипоксических сред (высокогорье, высотные полеты и др.) показывает, что формирование устойчивой адаптации к гипоксии происходит далеко не всегда даже при многократном и длительном воздействии гипоксического фактора. Для обеспечения тренирующего эффекта необходимо, чтобы гипоксический фактор имел интенсивность, достаточную для инициирования напряженных экстренных адаптивных реакций, адекватные продолжительность и частоту воздействия. Необходимо принимать во внимание, что формирование устойчивой адаптации к гипоксии достигается скоординированным взаимодействием приспособительных механизмов, мобилизация которых обеспечивает: -- достаточное поступление кислорода в организм путем гипервентиляции легких, гиперфункции сердца, увеличение кислородной емкости крови; -- увеличение кровотока (в тканях мозга, сердца и т. п.), облегчение кислородного потока между кровью и клетками за счет образования новых капилляров, изменения свойств матрикса и ферментных систем, а также увеличение концентрации миоглобина, что ведет к повышению способности клеток утилизировать кислород в аэробном цикле, несмотря на гипоксемию. увеличение способности клеток и тканей утилизировать кислород из крови и образовывать АТФ; увеличение анаэробного ресинтеза АТФ за счет активации гликолиза (А.Т. Логунов, 2016).

Реакция целого организма при выполнении мышечной работы направлена как на обеспечение мышечной деятельности, так и на поддержание при этом основных гомеостатических параметров. Причиной возникновения гипоксии являются повышенный расход энергии АТФ и, следовательно, резко возрастающая потребность мышц в кислороде, активно расходуемом на процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях. При краткосрочной адаптации происходит нейроэндокринная стимуляция транспортных систем: увеличивается объем легочной вентиляции, минутный объем сердца. Перераспределяется кровоток в пользу работающей мускулатуры, сердца, мозга за счет внутренних органов и кожи (так что при высокой интенсивности работы может даже наблюдаться анемизация внутренних органов). При этом активация систем дыхания и кровообращения ограничена как их структурно-функциональными возможностями, так и функциональными возможностями центрального аппарата их регуляции. У нетренированного организма эти возможности меньше, чем у тренированного. Возрастает частота, а не глубина дыхания, наблюдается дискоординация между вентиляцией и кровотоком в легких, а также между дыханием и движениями, минутный объем сердца возрастает в основном за счет увеличения частоты сердечных сокращений. Таким образом, наблюдается максимальная по уровню и неэкономичная гиперфункция систем, ответственных за адаптацию, утрата функционального резерва. В результате двигательные реакции оказываются неадекватными по интенсивности, длительности и точности. При длительных тренировках, происходит перенос основной тяжести с процессов транспорта на процессы утилизации кислорода, на повышение их экономичности. На единицу выполненной работы потребляется меньшее количество кислорода. Все это подкрепляется изменениями на молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом уровнях. Одновременно увеличиваются мощность и экономичность функционирования двигательного аппарата, совершенствуется межмышечная координация (С.Е. Павлов, 2009).

Особенности адаптации к гипоксии при мышечной работе проявляются в характере изменений, наблюдаемых в самих мышцах в зависимости от тяжести и длительности физической нагрузки. При умеренных, но длительных нагрузках степень возникающей гипоксии ниже, чем при интенсивной работе, которая не может выполняться продолжительно (А.А. Щанкин, 2012).

В связи с этим, при постоянной тренировке к умеренной работе разрастание сосудистой сети в мышцах, сердце, легких, увеличение числа митохондрий и изменение их характеристик, возрастание синтеза окислительных ферментов, усиление эритропоэза, ведущее к увеличению кислородной емкости крови, позволяют снизить уровень гипоксии или предотвратить ее. Выполнение интенсивной работы приводит к возникновению гипоксии при любой длительности тренировок. Специфика такой работы состоит в том, что расход кислорода и субстратов окисления в мышцах в единицу времени столь велик, что быстро восполнить их запасы усилением работы транспортных систем нереально. Мышцы, способные к выполнению такой нагрузки, фактически работают при этом в автономном режиме, рассчитывая на собственные ресурсы. На первые роли выходят процессы анаэробного гликолиза - малоэффективные, сопровождающиеся накоплением нежелательного метаболита - молочной кислоты и соответственно сдвигом pH, но единственно надежные в этой ситуации (В.С. Николаев, 2011).

Поэтому в процессе адаптации к интенсивной (как правило, кратковременной) работе в мышцах развивается иной спектр адаптивных приспособлений, чем к длительной умеренной работе. Увеличивается мощность системы анаэробного гликолиза за счет повышенного синтеза гликолитических ферментов, повышаются запасы гликогена и креатинфосфата - источников энергии для синтеза АТФ. Увеличены мощность эндоплазматической сети в мышечных волокнах и количество хранящегося в ней Са2+, играющего одну из главных ролей в сокращении. Это позволяет отвечать мощным залповым выбросом кальция из цистерн сети в ответ на приходящий к мышцам импульс возбуждения и тем самым увеличивать мощность сокращения. Усилен биосинтез сократительных белков, повышена активность АТФазы - фермента, расщепляющего АТФ, необходимую для сокращения.

Все эти реакции не устраняют развития тканевой гипоксии и приводят к накоплению больших количеств недоокисленных продуктов. Поэтому важным аспектом адаптивных реакций в этом случае является формирование толерантности, то есть устойчивости к сдвигу рН. Это обеспечивается увеличением мощности буферных систем крови и тканей, возрастанием так называемого щелочного резерва крови. Увеличивается также мощность системы антиоксидантов в мышцах, что ослабляет или предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран - один из основных повреждающих эффектов стресс-реакции.

При тренировке к интенсивной работе чувствительность дыхательного центра к углекислому газу снижена, что защищает дыхательную систему от ненужного перенапряжения. При систематическом выполнении умеренных физических нагрузок, сопровождающихся усилением легочной вентиляции, дыхательный центр, напротив, повышает чувствительность к СО2 , что обусловлено понижением его содержания вследствие вымывания из крови при усиленном дыхании (А.А. Щанкин, 2012).

Гипоксическая тренировка основана на повышении функциональных возможностей организма вследствие его не продолжительной жизнедеятельности при недостатке кислорода. Развитие в организме кислородной недостаточности любого происхождения вначале сопровождается напряженной работой различных функциональных систем и некоторым снижением работоспособности. Более длительное пребывание в таких условиях приводит к адаптации и относительной стабилизации функционального состояния организма.

Устранение причин гипоксии не только нормализует функции организма и работоспособность, но повышает функциональную активность человека. Это обусловлено тем, что жизнедеятельность организма при гипоксии тренирует различные органы и системы к недостатку кислорода, которые затем в обычных условиях работают более эффективно (А.С. Солодков, 2013).

Глава 2. Цель, задачи, организация и методы исследования

Цель работы: исследовать показатели устойчивости к гипоксии спортсменов под влиянием специальной спортивной физической нагрузки.

Задачи исследования:

Оценить устойчивость к гипоксии у пловцов 18-19 лет.

Определить изменения показателей задержки дыхания под влиянием проплывания 50м и проныривания.

Выявить отличия влияния стандартной нагрузки на устойчивость к гипоксии у юношей и девушек.

Организация исследования

В соответствии с задачами работы нами было обследовано 10 человек мужского и женского пола в возрасте 18-19 лет. В состав испытуемых вошли студенты группы пловцов, имеющие спортивный стаж не менее 9 лет.

Исследования проводились в естественных условиях, т.е. в бассейне до и после нагрузки подсчитывалась, произвольная задержка дыхания.

Методы исследования

В работе были использованы:

Обзор литературы

Тестирование

Педагогическое наблюдение

Методы математического анализа

Характеристика методов исследования:

Исследование времени произвольной задержки дыхания.

Сначала подсчитывалось время задержки дыхания в покое. Затем испытуемые проплывали 50м кролем на груди. После чего подсчитывалось время задержки дыхания у каждого испытуемого. Исследование повторилось после 5 минут отдыха, затем спортсмены выполняли проныр на задержке дыхания, на то расстояние, на которое им было возможно.

Функциональные пробы на задержку дыхания -- функциональная нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) или после выдоха (проба Генчи), измеряется время задержки в секундах. Проба Штанге позволяет оценить устойчивость организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающую общее состояние кислородообеспечивающих систем организма при выполнении задержки дыхания на фоне глубокого вдоха, а проба Генчи - на фоне глубоко выдоха. Используются для суждения о кислородном обеспечении организма и оценки общего уровня тренированности человека.

Проба Штанге. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят задержать дыхание на глубоком вдохе на максимально возможное для него время. После проведения первой пробы необходим отдых 2-3 минуты.

Проба Генчи. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят глубоко выдохнуть и задержать дыхание на максимально возможное для него время. Тест был направлен на изучение изменения устойчивости к гипоксии у пловцов 18-19 лет под влиянием специальной физической нагрузки.

Глава 3. Анализ результатов исследования

В результате проведенной экспериментальной работы нами были получены следующие данные (таблица 1).

Таблица 1. Функциональные пробы на задержку дыхания

Анализ результатов

В покое при выполнении проб Штанге (задержка дыхания на вдохе) и Генча (задержка дыхания на выдохе), испытуемые демонстрируют показатели, соответствующие для спортсменов. Средние значения составляют 88,6 с. и 46,5 с. соответственно.

Время задержки дыхания на вдохе и на выдохе так же снижается во время выполнения проныривания. У испытуемого №1 показатели не меняются как при выполнении проныривания на вдохе (30м.), так и на выдохе (30м.), также показатели этого спортсмена на вдохе значительно ниже, чем у других испытуемых. Испытуемый №7, показывает минимальное значение при проныривании на выдохе 25м.

Адаптация к гипоксии при мышечной работе

Выполнение физической работы приводит к значимому снижению обоих показателей, но показатели остаются в пределах хорошего и отличного состояния.

У юношей показатели задержки дыхания на вдохе выше, чем у девушек. Показатели задержки дыхания на выдохе у девушек несколько выше. Полученные данный позволяют заключить, что у девушек и юношей практически одинакова развита устойчивость к гипоксии.

Однако имеются определенные различия: у испытуемых с I р. показатели задержки дыхания на вдохе и выдохе меньше, чем у испытуемых, имеющих разряд КМС и МС. Следовательно, кислородное обеспечение организма и уровень тренированности у испытуемых №2 и №8 ниже, чем у остальных испытуемых.

В соответствии с полученными данными (табл. 1), можно сравнить результаты и выявить отличия у юношей и девушек влияния стандартной нагрузки на устойчивость к гипоксии, что отражено на рисунках 1, 2.

Рисунок 1. Оценка результатов пробы Штанге после нагрузки 50м кролем на груди

Рисунок 2. Оценка результатов пробы Генчи после нагрузки 50м кролем на груди

Выводы

Показатели устойчивости к гипоксии на вдохе составляют - 88,6 c., на выдохе - 46,5 c. у пловцов юношей и девушек 18-19 лет. Полученные результаты соответствуют отличным показателям для тренированных людей. Однако показатели спортсменов, имеющих I разряд ниже, чем у спортсменов, имеющих разряд КМС и МС.

Показатели задержки дыхания под влиянием проплывания 50м. и проныривания существенно снижаются, задержка дыхания на вдохе - 50,9 с., на выдохе - 35,3с.; проныривание на вдохе - 43,9м., на выдохе - 32,4м. Полученные результаты отличаются от исходных показателей на вдохе на 37,7с., на выдохе на 11,2 с.

У юношей показатели задержки дыхания на вдохе выше, чем у девушек. Показатели задержки дыхания на выдохе у девушек несколько выше. Полученные данный позволяют заключить, что у девушек и юношей практически одинакова развита устойчивость к гипоксии. Можно предположить, что тренировочные процессы действуют на дыхательную систему юношей и девушек одинаково.