Особенности исследования системы органов дыхания. Исследование функционального состояния системы внешнего дыхания Статья функциональные возможности органов системы внешнего дыхания

В условиях спортивной деятельности к аппарату внешнего дыхания предъявляются чрезвычайно высокие требования, реализация которых обеспечивает эффективное функционирование всей кардио-респираторной системы. Несмотря на то что внешнее дыхание не является главным лимитирующим звеном в комплексе систем, транспортирующих Ог, оно является ведущим в формировании необходимого кислородного режима организма.

Функциональное состояние системы внешнего дыхания оценивается как по данным общеклинического обследования, так и путем использования инструментальных медицинских методик. Обычное клиническое исследование спортсмена (данные анамнеза, пальпации, перкуссии и аускультации) позволяет врачу в подавляющем большинстве случаев решить вопрос об отсутствии или наличии патологического процесса в легких. Естественно, что только вполне здоровые легкие подвергаются углубленному функциональному исследованию, целью которого является диагностика функциональной готовности спортсмена.

При анализе системы внешнего дыхания целесообразно рассматривать несколько аспектов: работу аппарата, обеспечивающего дыхательные движения, легочную вентиляцию и ее эффективность, а также газообмен.

Под влиянием систематической спортивной деятельности увели чивается сила мускулатуры, осуществляющей дыхательные движения (диафрагмы, межреберных мышц), благодаря чему происходит необходимое для занятий спортом усиление дыхательных движений и, как следствие, увеличение вентиляции легких.

Сила дыхательной мускулатуры измеряется с помощью пнев-мотонометрии, пневмотахометрии и других косвенных методов. Пневмотонометр измеряет то давление, которое развивается в легких при натуживании или при напряженном вдохе. «Сила» выдоха (80-200 мм рт. ст.) намного превосходит «силу» вдоха (50- 70 мм рт. ст.).

Пневмотахометр измеряет объемную скорость потока воздуха в воздухоносных путях при форсированном вдохе и выдохе, выражаемую в л/мин. По данным пневмотахометрии судят о мощности вдоха и выдоха. У здоровых нетренированных людей отношение мощности вдоха к мощности выдоха близко к единице. У больных людей это соотношение всегда меньше единицы. У спортсменов же, наоборот, мощность вдоха превышает (иногда существенно) мощность выдоха; соотношение мощность вдоха: мощность выдоха достигает 1,2-1,4. Относительное увеличение мощности вдоха у спортсменов чрезвычайно важно, так как углубление дыхания идет в основном за счет использования резервного объема вдоха. Это особенно ярко проявляется в плавании: как известно, вдох у пловца чрезвычайно кратковременен, в то время как выдох, выполняющийся в воду, значительно продолжительнее.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это та часть общей емкости легких, о которой судят по максимальному объему воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ подразделяется на 3 фракции: резервный объем выдоха, дыхательный объем, резервный объем вдоха. Она определяется с помощью водяного или сухого спирометра. При определении ЖЕЛ необходимо учитывать позу испытуемого: при вертикальном положении тела величина этого показателя наибольшая.

ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания (вот почему ее не следует рассматривать в разделе физического развития). Ее величины зависят как от размеров легких, так и от силы дыхательной мускулатуры. Индивидуальные значения ЖЕЛ оцениваются путем составления полученных при исследовании величин с должными. Предложен ряд формул, с помощью которых можно рассчитывать должные величины ЖЕЛ. Они в той или иной степени базируются на антропометрических данных и на возрасте испытуемых.

В спортивной медицине для определения должной величины ЖЕЛ целесообразно пользоваться формулами Болдуина, Курнана и Ричардса. Эти формулы связывают должную величину ЖЕЛ с ростом человека, его возрастом и полом. Формулы имеют следующий вид:

ЖЕЛ муж. = (27,63 -0,122 X В) X L

ЖЕЛ жен. = (21,78 - 0,101 X В) X L, где В - возраст в годах; L - длина тела в см.

В нормальных условиях ЖЕЛ не бывает менее 90% от должной ее величины; у спортсменов она чаще всего больше 100% (табл. 12).

У спортсменов величина ЖЕЛ колеблется в чрезвычайно широких пределах - от 3 до 8 л. Описаны случаи увеличения ЖЕЛ у мужчин до 8,7 л, у женщин - до 5,3 л (В. В. Михайлов).

Наибольшие величины ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардио-респираторной производительностью. Из сказанного, естественно, не следует, что изменение ЖЕЛ может быть использовано для предсказания транспортных возможностей всей кардио-респираторной системы. Дело в том, что развитие аппарата внешнего дыхания может быть изолированным, при этом остальные звенья кардио-респираторной системы, и в частности сердечнососудистой системы, ограничивают транспорт кислорода.

Таблица 12. Некоторые показатели внешнего дыхания у спортсменов различных специализаций (средние данные по А. В. Чаговадзе)

Данные о величине ЖЕЛ могут иметь определенное практическое значение для тренера, так как максимальный дыхательный объем, который обычно достигается при предельных физических нагрузках, равен примерно 50% от ЖЕЛ (а у пловцов и гребцов до 60-80%, по В. В. Михайлову). Таким образом, зная величину ЖЕЛ, можно предсказать максимальную величину дыхательного объема и таким образом судить о степени эффективности легочной вентиляции при максимальном режиме физической нагрузки.

Совершенно очевидно, что чем больше максимальная величина дыхательного объема, тем экономичнее использование кислорода организмом. И наоборот, чем меньше дыхательный объем, тем выше частота дыханий (при прочих равных условиях) и, следовательно, большая часть потребленного организмом кислорода будет расходоваться на обеспечение работы самой дыхательной мускулатуры.

Б. Е. Вотчал впервые обратил внимание на то, что при определении ЖЕЛ важная роль принадлежит скорости выдоха. Если производить выдох с чрезвычайно большой скоростью, то такая форсированная ЖЕЛ. меньше определенной обычным способом. Впоследствии Тиффно использовал спирографическую технику и начал рассчитывать форсированную ЖЕЛ по тому максимальному объему воздуха, который можно выдохнуть за 1 с (рис. 25).

Определение форсированной ЖЕЛ имеет чрезвычайно большое значение для спортивной практики. Это объясняется тем, что, несмотря на укорочение длительности дыхательного цикла при мышечной работе, дыхательный объем должен быть увеличен в 4-6 раз по сравнению с данными покоя. Соотношение форсированной ЖЕЛ и ЖЕЛ у спортсменов часто достигает высоких величин, (см. табл. 12).

Легочная вентиляция (VE) является важнейшим показателем функционального состояния системы внешнего дыхания. Она характеризует собой объем воздуха, выдыхаемого из легких в течение 1 мин. Как известно, при вдохе не весь воздух поступает в легкие. Часть его остается в дыхательных путях (трахее, бронхах) и не имеет контакта с кровью, а поэтому не принимает непосредственного участия в газообмене. Это воздух анатомического мертвого пространства, объем которого составляет 140-180 см3 Кроме того, не весь воздух, поступающий в альвеолы, участвует в газообмене с кровью, так как кровоснабжение некоторых альвеол, даже у вполне здоровых людей, может быть ухудшенным или отсутствовать вообще. Этот воздух определяет объем так называемого альвеолярного мертвого пространства, величина которого в покое невелика. Суммарный объем анатомического и альвеолярного мертвого пространства составляет объем дыхательного или, как его еще называют, физиологического мертвого пространства. У спортсменов он составляет обычно 215-225 см3. Дыхательное мертвое пространство иногда неверно обозначают «вредным» пространством. Дело в том, что оно необходимо (совместно с верхними дыхательными путями) для полного увлажнения вдыхаемого воздуха и нагревания его до температуры тела.

Таким образом, определенная часть вдыхаемого воздуха (в покое примерно 30%) не участвует в газообмене, и лишь 70% его достигает альвеол и принимает непосредственное участие в газообмене с кровью. При физической нагрузке эффективность легочной вентиляции закономерно повышается: объем эффективной альвеолярной вентиляции достигает 85% от общей легочной вентиляции.

Легочная вентиляция равна произведению дыхательного объема (Vt) на частоту дыханий в 1 мин (/). Обе эти величины могут быть рассчитаны по спирограмме (см. рис. 25). На этой кривой регистрируются изменения объема каждого дыхательного движения. Если прибор оттарирован, то амплитуда каждой волны спирограммы, соответствующей дыхательному объему, может быть выражена в см3 или в мл. Зная скорость движения лентопротяжного механизма, по спирограмме можно легко подсчитать частоту дыханий.

Легочная вентиляция определяется и более простыми способами. Один из них, применяемый весьма широко в медицинской практике при исследовании спортсменов не только в покое, но и при физической нагрузке, заключается в том, что испытуемый дышит через специальную маску или загубник в мешок Дугласа. Объем воздуха, наполнивший мешок, определяют, пропуская его через «газовые часы». Полученные данные делят на время, в течение которого выдыхаемый воздух собирался в мешок Дугласа.

Легочная вентиляция выражается в л/мин в системе BTPS. Это означает, что объем воздуха приводится к условиям температуры 37°, полному насыщению водяными парами и окружающему атмосферному давлению.

У спортсменов в условиях покоя легочная вентиляция либо соответствует нормальным стандартам (5-12 л/мин), либо несколько превосходит их (18 л/мин и более). Важно отметить, что легочная вентиляция увеличивается обычно за счет углубления дыхания, а не за счет его учащения. Благодаря этому не происходит избыточного расхода энергии на работу дыхательной мускулатуры. При максимальной мышечной работе легочная вентиляция может достигать значительных величин: описан случай, когда она равнялась 220 л/мин (Новакки). Однако чаще всего легочная вентиляция достигает в этих условиях 60-120 л/мин BTPS. Более высокая Ve резко увеличивает запрос на снабжение дыхательной мускулатуры кислородом (до 1-4 л/мин).

Дыхательный объем у спортсменов весьма часто оказывается увеличенным. Он может достигать 1000-1300 мл. Наряду с этим у спортсменов могут быть и совершенно нормальные величины дыхательного объема - 400-700 мл.

Механизмы увеличения дыхательного объема у спортсменов не вполне ясны. Этот факт может быть объяснен и повышением общей емкости легких, в результате чего в легкие попадает большее количество воздуха. В тех случаях, когда у спортсменов регистрируется крайне низкая частота дыханий, увеличение дыхательного объема носит компенсаторный характер.

При физической нагрузке дыхательный объем отчетливо растет лишь при относительно небольших ее мощностях. При околопредельных и предельных мощностях он практически стабилизируется, достигая 3-3,5 л/мин. Это легко обеспечивается у спортсменов с большой ЖЕЛ. Если ЖЕЛ невелика и составляет 3-4 л, то такой дыхательный объем может быть достигнут только путем использования энергии так называемых дополнительных мышц. У спортсменов с фиксированной частотой дыханий (например, у гребцов) дыхательный объем может достигать колоссальных величин - 4,5- 5,5 л. Естественно, что это возможно лишь при условии, что ЖЕЛ достигает 6,5-7 л.

Частота дыханий у спортсменов в условиях покоя (отличных от условий основного обмена) колеблется в довольно широких пределах (нормальный диапазон колебаний этого показателя 10-16 движений в минуту). При физической нагрузке частота дыханий увеличивается пропорционально ее мощности, достигая 50-70 дыханий в минуту. При предельных режимах мышечной работы частота дыханий может быть еще больше.

Таким образом, легочная вентиляция при относительно легкой мышечной работе увеличивается за счет увеличения как дыхательного объема, так и частоты дыханий, а при напряженной мышечной работе - за счет увеличения частоты дыханий.

Наряду с исследованием перечисленных показателей о функциональном состоянии системы внешнего дыхания можно судить на основании некоторых простых функциональных проб. В практике широко применяется проба, с помощью которой определяется максимальная вентиляция легких (МВЛ). Эта проба состоит в произвольном максимальном усилении дыхания в течение 15-20 с (см. рис. 25). Объем такой произвольной гипервентиляции в последующем приводится к 1 мин и выражается в л/мин. Величина МВЛ достигает 200-250 л/мин. Кратковременность этой пробы связана с быстрой утомляемостью дыхательных мышц и развитием гипокапнии. И все же эта проба дает определенное представление о возможности произвольно увеличить легочную вентиляцию (см. табл. 12). В настоящее время о максимальной вентиляционной возможности легких судят по реальной величине легочной вентиляции, зарегистрированной при предельной работе (в условиях определения МПК).

Сложность анатомического строения легких обусловливает тот факт, что даже в совершенно нормальных условиях не все альвеолы вентилируются одинаково. Поэтому некоторая неравномерность вентиляции определяется и у вполне здоровых людей. Увеличение объема легких у спортсменов, происходящее под влиянием спортивной тренировки, повышает вероятность возникновения неравномерности вентиляции. Для установления степени этой неравномерности применяется ряд сложных методов. Во врачебно-спортивной практике об этом феномене позволяет судить анализ капнограммы (рис. 26), которая регистрирует изменение концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Незначительная степень неравномерности легочной вентиляции характеризуется горизонтальным направлением альвеолярного плато (а-в на рис. 26). Если же плато нет, а кривая постепенно повышается по мере выдоха, то можно говорить о значительной неравномерности вентиляции легких. Рост напряжения CO2 во время выдоха указывает на то, что выдыхаемый воздух неодинаков по концентрации углекислоты, так как в его общий поток постепенно поступает воздух из плохо вентилируемых альвеол, где концентрация СО2 увеличена.

Обмен О2 и СО2 между легкими и кровью осуществляется через альвеоло-капиллярную мембрану. Она состоит из альвеолярной мембраны, межклеточной жидкости, содержащейся между альвеолой и капилляром, капиллярной мембраны, плазмы крови и стенки эритроцита. Эффективность переноса кислорода через такую аль-веоло-капиллярную мембрану характеризует состояние диффузионной способности легких, которая является количественной мерой переноса газа за единицу времени при данной разности его парциального давления по обе стороны мембраны.

Диффузионная способность легких определяется рядом факторов. Среди них важную роль играет поверхность диффузии. Речь идет о той поверхности, в которой происходит активный обмен газа между альвеолой и капилляром. Поверхность диффузии может уменьшаться как за счет запустевания альвеол, так и за счет числа действующих капилляров. Необходимо учитывать, что определенный объем крови из легочной артерии попадает в легочные вены по шунтам, минуя капиллярную сеть. Чем больше диффузионная поверхность, тем эффективнее осуществляется газообмен между легкими и кровью. При физической нагрузке, когда резко возрастает число активно функционирующих капилляров малого круга кровообращения, поверхность диффузии увеличивается, благодаря чему становится больше поток кислорода через альвеоло-капиллярную мембрану.

Другим фактором, определяющим легочную диффузию, является толщина альвеоло-капиллярной мембраны. Чем толще эта мембрана, тем ниже диффузионная способность легких, и наоборот. Недавно было показано, что под влиянием систематических физических нагрузок толщина альвеоло-капиллярной мембраны уменьшается, увеличивая тем самым диффузионную способность легких (Масорра).

В нормальных условиях диффузионная способность легких несколько превышает 15 мл О2 мин/мм рт. ст. При физической нагрузке она увеличивается более чем в 4 раза, достигая 65 мл О2 мин/мм рт. ст.

Интегральным показателем газообмена в легких, а равным образом и всей системы транспорта кислорода является максимальная аэробная мощность. Это понятие характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени. Для суждения о величине максимальной аэробной мощности производят пробу с определением МПК (см. гл. V).

На рис. 27 показаны факторы, определяющие величину максимальной аэробной мощности. Непосредственными детерминантами МПК являются минутный объем кровотока и артериовенозная разница. Надо заметить, что оба эти детерминанта в соответствии с уравнением Фика находятся в реципрокных взаимоотношениях:

Vo2max = Q * AVD , где (по международной символике) Vo2max - МПК; Q - минутный объем кровотока; AVD - артериовенозная разница.

Иными словами, увеличение Q при данном Vo2max всегда сопровождается уменьшением AVD. В свою очередь, величина Q зависит от произведения ЧСС на ударный объем, а величина AVD - от разности содержания О2 в артериальной и венозной крови.

В таблице 13 показано, какие колоссальные изменения претерпевают кардио-респираторные показатели покоя, когда система транспорта О2 работает в предельном режиме.

Таблица 13. Показатели системы транспорта О2 в покое и при максимальной нагрузке (средние данные) у тренирующихся на выносливость

Максимальная аэробная мощность у спортсменов любых специализаций выше, чем у здоровых нетренированных людей (табл. 14). Это связано как со способностью кардио-респираторной системы к большему переносу кислорода, так и с большей потребностью в нем со стороны работающих мышц.

Таблица 14. Максимальная аэробная мощность у спортсменов и нетренированных (средние данные по Вилмору, 1984)

У здоровых нетренированных мужчин максимальная аэробная мощность равна примерно 3 л/мин, а у женщин - 2,0-2,2 л/мин. При пересчете на 1 кг веса у мужчин величина максимальной аэробной мощности составляет 40-45 мл/мин/кг, а у женщин - 35-40 мл/мин/кг. У спортсменов максимальная аэробная мощность может быть в 2 раза больше. В отдельных наблюдениях МПК у мужчин превышало 7,0 л/мин STPD (Новакки, Н. И. Волков).

Максимальная аэробная мощность весьма тесно связана с характером спортивной деятельности. Наиболее высокие величины максимальной аэробной мощности отмечаются у спортсменов, тренирующихся на выносливость (лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции, велосипедистов и др.), - от 4,5 до 6,5 л/мин (при пересчете на 1 кг веса выше 65-75 мл/мин/кг). Наименьшие величины максимальной аэробной мощности отмечаются у представителей скоростно-силовых видов спорта (тяжелоатлетов, гимнастов, прыгунов в воду) - обычно меньше 4,0 л/мин (при пересчете на 1 кг веса менее 60 мл/мин/кг). Промежуточное положение занимают специализирующиеся в спортивных играх, борьбе, боксе, беге на короткие дистанции и др.

Максимальная аэробная мощность у женщин-спортсменок ниже, чем у мужчин (см. табл. 14). Однако закономерность, заключающаяся в том, что максимальная аэробная мощность особенно высока у тренирующихся на выносливость, сохраняется и у женщин.

Таким образом, наиболее важной функциональной характеристикой кардио-респираторной системы у спортсменов является увеличение максимальной аэробной мощности.

Определенную роль в оптимизации внешнего дыхания играют верхние дыхательные пути. При умеренных нагрузках дыхание может осуществляться через носовую полость, имеющую ряд недыхательных функций. Так, носовая полость является мощным рецепторным полем, воздействующим на многие вегетативные функции, и в частности на сосудистую систему. Специфические структуры слизистой носовой полости осуществляют интенсивную очистку вдыхаемого воздуха от пылевых и других частиц и даже от газовых компонентов воздуха.

При выполнении большинства спортивных упражнений дыхание осуществляется через рот. При этом проходимость верхних дыхательных путей увеличивается, легочная вентиляция становится более эффективной.

Верхние дыхательные пути сравнительно часто становятся местом развития воспалительных заболеваний. Одной из причин этого является охлаждение, дыхание холодным воздухом. У спортсменов такие заболевания встречаются редко благодаря закалке, высокой резистентности физически развитого организма.

Острыми респираторными заболеваниями (ОРЗ), имеющими вирусную природу, спортсмены болеют почти в два раза реже, чем нетренированные люди. Несмотря на кажущуюся безобидность этих заболеваний, лечение их должно проводиться до полного выздоровления, так как у спортсменов отмечено частое возникновение осложнений. У спортсменов наблюдаются также воспалительные заболевания трахеи (трахеит) и бронхов (бронхит). Их развитие также связано с вдыханием холодного воздуха. Определенная роль принадлежит пылевой загрязненности воздуха из-за нарушений гигиенических требований к местам проведения тренировок и соревнований. При трахеите и бронхите ведущим симптомом является сухой, раздражающий кашель. Температура тела повышается. Эти заболевания часто сопутствуют ОРЗ.

Наиболее тяжелым заболеванием внешнего дыхания у спортсменов является воспаление легких (пневмония), при котором воспалительный процесс поражает альвеолы. Различают крупозную и очаговую пневмонии. Первая из них характеризуется слабостью, головной болью, повышением температуры до 40°С и выше, ознобом. Кашель вначале сухой, а затем он сопровождается отделением мокроты, которая приобретает «ржавую» окраску. Отмечается боль в грудной клетке. Заболевание лечат в условиях клинического стационара. При крупозной пневмонии поражена целая доля легкого. При очаговой пневмонии отмечается воспаление отдельных долек или групп долек легких. Клиническая картина очаговой пневмонии полиморфна. Лечение ее лучше вести в стационарных условиях. После полного выздоровления спортсмены должны длительное время находиться под наблюдением врача, так как течение пневмонии у них может проходить на фоне снижения иммуно-рези-стентности организма.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Введение в курс спортивной медицины

Физическая культура и спорт в социалистическом обществе важный фактор всестороннего развития и воспитания человека укрепления его здоровья.. для решения грандиозных задач физического совершенствования советских людей.. особенно важно это в современных условиях когда в занятия физической культурой и спортом вовлекаются все более..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Развитие спортивной медицины в СССР
Выраженная оздоровительная направленность создаваемой в нашей стране принципиально новой системы физического воспитания народа обусловила становление и развитие новой отрасли медицины - врачебного

Организация спортивной медицины
Медицинским обеспечением физической культуры и спорта руководят органы здравоохранения при активном участии и помощи спортивных организаций. Ведомственная медицинская служба (ДСО, ведомств, спортко

Общее учение о болезни
Здоровье и болезнь являются формами жизни со всем присущим ей многообразием. В преамбуле устава Всемирной организации здравоохранения здоровье определяется как «состояние полного физического, духов

Этиология и патогенез
Этиология - это учение о причинах и условиях возникновения болезней (от греч. «этиос» - причина, «логос» - учение). Причинами большинства болезней являются чрезвычайные, вредные для органи

Роль наследственности в патологии
Наследственность и конституция - свойства организма, которые влияют на возникновение и развитие болезни, т. е. играют роль и этиологических, и патогенетических факторов. Эти свойства тесно взаимосв

Реактивность
Рис. 1. Схема видов реактивности организма

Иммунитет
За последние 10-15 лет проблема иммунитета была подвергнута серьезному пересмотру. В настоящее время она принципиально отличается от классической иммунологии, рассматривающей иммунитет лишь как нев

Аллергия
Аллергией называется повышенная и качественно измененная чувствительность организма к аллергенам - веществам, большинство которых обладает антигенными свойствами. При этом одни аллергены изначально

Местные расстройства кровообращения
Местные расстройства кровообращения являются обязательными компонентами очень многих болезней и патологических процессов. Гиперемией называется местное полнокровие, которое развивается в у

Воспаление
Воспаление является типовым патологическим процессом. Это эволюционно выработанная, преимущественно защитная реакция организма на повреждение, характеризующаяся: альтерацией - повреждением и раздра

Местные проявления
Рис. 3. Схема соотношения основных процессов острого (ожогового)

Общие реакции
Общие реакции при воспалении вызываются как этиологическими факторами, так и патогенетическими факторами самого воспалительного процесса (всасывание в кровь токсических веществ, раздражение рецепто

Гипертрофия, атрофия и дистрофия
Одним из универсальных приспособительных и компенсаторных процессов в организме является гипертрофия. В самом общем виде этим термином обозначается увеличение размеров того или иного органа, связан

Учение о физическом развитии
Под физическим развитием понимается комплекс морфофунк-ционных показателей, которые определяют физическую работоспособность и уровень возрастного биологического развития индивидуума в момент обслед

Методы исследования физического развития
В процессе исследования физического развития лиц, занимающихся физическими упражнениями и спортом, производится: оценка воздействия систематических занятий на уровень физического раз

Соматоскопия
Наружный осмотр следует проводить утром, натощак или после легкого завтрака, в светлом и теплом помещении (температура воздуха не ниже 18-20°). Обследуемый должен быть в трусах или плавках. Наружны

Антропометрия
Антропометрические измерения дополняют и уточняют данные соматоскопии, дают возможность точнее определить уровень физического развития обследуемого. Повторные антропометрические измерения позволяют

Оценка результатов исследования физического развития
Физическое развитие может быть оценено с помощью методов антропометрических стандартов, корреляции и индексов. Метод антропометрических стандартов - это использование средних величин призн

Особенности физического развития и телосложения у представителей различных видов спорта
Легкая атлетика. На спортивные достижения в легкой атлетике прежде всего влияют тотальные размеры тела (рост и вес). Таннер, проводивший исследования участников многих олимпийских игр, пок

Характеристика функционального состояния организма спортсмена
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> Для исследования функционального состояния нервной системы, как и висцеральных систем организма спортсмена

Функциональное состояние организма спортсмена и диагностика тренированности
Функциональное состояние организма спортсменов изучается в процессе углубленного медицинского обследования (УМО). Для суждения о функциональном состоянии организма используются все методы, включая

Нервная система
Систематические занятия спортом и физической культурой совершенствуют функциональное состояние нервной системы и нервно-мышечного аппарата, позволяя спортсмену овладеть сложными двигательными навык

Центральная нервная система
Целенаправленный неврологический анамнез позволяет оценивать основные свойства высшей нервной деятельности. О силе нервных процессов можно судить по таким критериям, как смелость, настойчивость, ак

Периферическая нервная система
Как известно из курса анатомии, периферическая нервная система, осуществляющая связь ЦНС с опорно-двигательным аппаратом, внутренними органами, кожей, состоит из 12 пар черепно-мозговых нервов и 31

Сенсорные системы
В механизмах адаптации организма к внешним и внутренним раздражителям большая роль принадлежит органам чувств - сенсорным системам, или анализаторам. В них осуществляется восприятие (в рецепторах),

Вегетативная нервная система
Вегетативная нервная система осуществляет регуляцию деятельности всех висцеральных систем организма, участвует в гомеоста-тических реакциях, выполняет адаптационно-трофическую функцию и т. д.

Нервно-мышечный аппарат
Систематические занятия физической культурой и спортивная тренировка ведут к морфологическим и функциональным перестройкам нервно-мышечного аппарата. Гипертрофическая перестройка скелетной мускулат

Сердечно-сосудистая система
В процессе систематической спортивной тренировки развиваются функциональные приспособительные изменения в работе сердечно-сосудистой системы, которые подкрепляются морфологической перестройкой («ст

Структурные особенности спортивного сердца
Рис. 15. Телерентгенограммы сердца: А - фронтальная проекция; Б - сагиттальн

Функциональные характеристики сердечно-сосудистой системы
Функциональные особенности спортивного сердца в первую очередь касаются интимных механизмов сердечной деятельности. Наряду с этим можно говорить о некоторых общих функциональных особенностях спорти

Эндокринная система
К эндокринной системе относятся железы внутренней секреции: гипофиз, эпифиз, щитовидные, паращитовидные, зобная, поджелудочная, надпочечные и половые железы. Их объединяет общность роли в регуляции

Пищеварение
Физическая и химическая обработка пищи представляет собой сложный процесс, который осуществляется системой пищеварения, включающей в себя полость рта, пищевод, желудок, двенадцатиперстную кишку, то

Выделение
Главным органом выделительной системы являются почки. Вес почки взрослого человека колеблется от 120 до 200 г, длина - 10-14 см, ширина - 5-6 см, толщина - 3-4 см. Почки располагаются на уровне XII

Тестирование в диагностике физической работоспособности и функциональной готовности спортсменов
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> В функциональной диагностике важная роль принадлежит информации, получаемой с помощью разнообразных проб (

Общие проблемы спортивно-медицинского тестирования
Функциональные пробы начали применяться в спортивной медицине еще в начале XX века. Так, в нашей стране первой функциональной пробой, применявшейся для исследования физкультурников, была так называ

Определение МПК
Как уже говорилось (см. гл. IV), оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения МПК- Величина его рассчитывается с помощью различных тестирующих процедур, при которых достиг

Тест Новакки
Этот тест достаточно информативен и, что особенно важно, чрезвычайно прост. Для его проведения необходим лишь велоэргометр. Идея теста состоит в определении времени, в течение которого испытуемый с

Субмаксимальный тест pwc170
Тест предназначен для определения физической работоспособности спортсменов и физкультурников. Всемирной организацией здравоохранения этот тест обозначается следующим образом - W170. Физиче

Пробы с посленагрузочной регистрацией выходных сигналов
В данном разделе рассматриваются пробы, предложенные сравнительно давно, когда спортивная медицина не располагала аппаратурой, позволяющей регистрировать разнообразные физиологические показатели не

Проба С. П. Летунова
Проба предназначена для оценки адаптации организма спортсмена к скоростной работе и к работе на выносливость. Надо заметить, что использование тестирования для оценки физических качеств было предло

Гарвардский степ-тест
С помощью Гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. Физическая нагрузка задается в виде восхождения на ступеньку высо

Проба с натуживанием
Натуживание как сильное входное воздействие было известно в функциональной диагностике очень давно. Еще в 1704 г. итальянский врач Антонио Вальсальва предложил пробу с натуживанием, которая использ

Ортостатическая проба
Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования функционального состояния организма реализована в практике функциональной диагностики давн

Фармакологические пробы
Фармакологические пробы проводятся только врачом. Они предназначены для дифференцированной диагностики заболеваний, патологических и предпатологических состояний. Проба с атропином применя

Антидопинговый контроль

Врачебно-педагогические наблюдения в процессе тренировочных занятий
Под врачебно-педагогическими наблюдениями (ВПН) понимаются исследования, проводимые совместно врачом и тренером (преподавателем физического воспитания) с целью оценки воздействия на организм физиче

Формы организации врачебно-педагогических наблюдений
ВПН проводятся во время оперативных, текущих и этапных обследований, входящих в структуру медико-биологического обеспечения подготовки спортсменов. Формы организации ВПН, используемые при этих обсл

Методы исследования, используемые при врачебно-педагогических наблюдениях
При ВПН могут быть использованы различные методы исследования, о которых уже частично говорилось в предыдущих главах. ВПН имеют особую ценность в том случае, если одновременно используются методы,

Функциональные пробы при врачебно-педагогических наблюдениях
При разных формах ВПН проводятся различные функциональные пробы и тесты, позволяющие оценить влияние занятий на организм спортсмена и уровень его подготовленности.

Врачебный контроль на соревнованиях
Соревнования предъявляют к организму спортсмена предельные требования. Поэтому медицинское обеспечение соревнований, имеющее своей целью сохранение здоровья спортсменов, предупреждение травм и забо

Медицинское обеспечение соревнований
Медицинское обеспечение соревнований осуществляется вра-чебно-физкультурной службой и территориальными лечебно-профилактическими учреждениями здравоохранения по заявкам организаторов соревнований.

Антидопинговый контроль
Составной частью медицинского обеспечения на официальных всесоюзных и международных соревнованиях является антидопинговый контроль. Борьба с допингами имеет большое значение для охраны здоровья спо

Контроль на половую принадлежность
Женщины - участницы олимпийских игр, мировых и национальных чемпионатов подвергаются контролю на половую принадлежность. Цель этого контроля - исключить участие в женских соревнованиях лиц с призна

Оздоровительное значение массовой физической культуры
Оздоровительное влияние физических упражнений на организм человека известно с глубокой древности. На их большое значение для борьбы с болезнями и продления жизни указывали многие поколения гречески

Медицинский контроль за детьми, подростками, юношами и девушками
Занятия физической культурой и спортом в детском, подростковом и юношеском возрасте стимулируют рост и развитие организма, обмен веществ, укрепляют здоровье и физическое развитие, повышают функцион

Врачебный контроль за юными спортсменами
Спортивная подготовка детей школьного возраста предусматривает решение тесно взаимосвязанных задач - оздоровления, воспитания и физического совершенствования. Средства и методы, применяемые в подго

Медицинские вопросы спортивной ориентации и отбора
Одним из важных разделов совместной работы врача и тренера (преподавателя) является спортивная ориентация и спортивный отбор. Выбрать для каждого подростка вид спортивной деятельности, наиболее отв

Врачебный контроль за взрослыми, занимающимися физической культурой
Физические упражнения, двигательная активность имеют решающее значение не только в борьбе с болезнями, их профилактике, укреплении здоровья и физического развития, но и в замедлении процессов старе

Самоконтроль в массовой физической культуре
Интенсивное развитие массовой физической культуры в нашей стране привело к существенному повышению роли самоконтроля, данные которого оказывают большую помощь врачебному контролю за занимающимися.

Медицинский контроль за женщинами
Занятия физической культурой женщин и девушек должны проводиться с учетом анатомо-физиологических особенностей их организма, а также биологической функции материнства. Поэтому одной из важных задач

Медицинские средства восстановления спортивной работоспособности
<<< Предыдущая глава Вернуться к оглавлению Следующая глава >>> Восстановление спортивной работоспособности и нормального функционирования организма после тренировочных и

Общие принципы использования средств восстановления
При использовании восстановительных средств важна комплексность. Речь идет о совокупном использовании средств всех трех групп и разных средств одной группы в целях одновременного воздействия на все

Специализированное питание
В комплексе медицинских средств восстановления большой удельный вес принадлежит специализированному питанию спортсменов. Питание - важнейшее естественное средство восполнения пластических

Фармакологические средства восстановления
Для управления жизненными процессами в экстремальных условиях и коррекции утомления применяются биологически активные соединения, главным образом вещества, участвующие в естественных процессах мета

Физические средства восстановления
Физические факторы, обладающие высокой биологической и лечебной активностью, применяются в спортивной медицине для предупреждения и лечения заболеваний и травм, закаливания организма, ускорения вос

Общая характеристика заболеваний у спортсменов
За последние годы в спортивной медицине накоплены убедительные данные о большом значении физической активности для укрепления здоровья человека, предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний, повы

Общая характеристика спортивного травматизма
Травма - это повреждение с нарушением или без нарушения целостности тканей, вызванное каким-либо внешним воздействием. Различают следующие виды травматизма: производственный, бытовой, транспортный,

Анализ причин, механизмов и профилактика спортивных травм в различных видах спорта
Число травм при занятиях спортом должно быть сведено до минимума. В профилактике спортивного травматизма должны активно участвовать не только врачи, но и каждый преподаватель, каждый тренер. Для эт

Повреждение кожных покровов
К наиболее распространенным повреждениям кожных покровов относятся потертости, ссадины и раны. Потертость представляет собой повреждение кожи, возникающее в результате длительного трения о

Травмы опорно-двигательного аппарата
Среди травм опорно-двигательного аппарата чаще всего встречаются ушибы, повреждения капсульно-связочного аппарата, растяжения, разрывы мышц, сухожилий и фасций, переломы костей, подвывихи и вывихи

Травмы нервной системы
Большинство спортивных травм черепа сопровождается повреждениями головного мозга, которые подразделяются на сотрясение мозга, ушиб мозга и сдавление мозга. Любая из этих травм вызывает в той или ин

Травмы внутренних органов
Сильные удары в область живота, грудной клетки, поясничную область, промежность, особенно если они сопровождаются переломами ребер, грудины, костей таза, могут приводить к повреждению печени, селез

Травмы носа, уха, гортани, зубов и глаз
Повреждения носа могут быть вызваны ударом боксерской перчаткой, головой противника, мячом, клюшкой, ушибом при падении лицом вниз и т. д. При этом могут возникнуть носовое кровотечение или перелом

Перетренированность и перенапряжение
В процессе регулярной тренированности расширяются функциональные возможности организма спортсмена, происходит постепенное становление и развитие тренированности. В основе развития тренированности -

Острые патологические состояния
Острые патологические состояния по своему характеру являются комплексом патологических реакций, процессов и состояний, рассмотренных в гл. II. Такого рода состояния нарушают общую жизнедеятельность

Обморочное состояние
К обморочным состояниям относят случаи с кратковременной полной или частичной потерей сознания. Длительная потеря или помрачение сознания обозначается термином «кома». Обморочные состояния

Острое перенапряжение миокарда
Острое перенапряжение миокарда развивается в непосредственной связи с интенсивной мышечной работой. Оно может иметь самые разнообразные проявления - от болей в области сердца до острой сердечной не

Гипогликемическое состояние
Гипогликемическое состояние связано с уменьшением содержания глюкозы в крови - гипогликемией. Это острое патологическое состояние развивается преимущественно на соревнованиях в беге на длинные и св

Тепловой и солнечный удары
Тепловой и солнечный удары (особенно тепловой) являются состояниями, угрожающими жизни человека. Тепловой удар возникает в связи с нарушением теплоотдачи. Как известно, теплоотдача в орган

Утопление
Плавание все шире внедряется в массовую физическую культуру. В связи с этим преподавателю и тренеру водных видов спорта, а также лицам, работающим в пионерских лагерях, расположенных вблизи рек, оз

Средние величины признаков физического развития спортсменов
Спортивная специализация Антропометрические показатели Тотальные размеры тела Диаметры, см длинат

Перерасчет времени, затрачиваемого на 30 ударов пульса, в частоту сердечных сокращений в минуту
Время, с ЧСС, уд/мин Время, с ЧСС, уд/мин Время, с ЧСС, уд/мин 22,0

Возрастные нормативы для начала занятий различными видами спорта в детских спортивных школах
Возраст, лет Вид спорта (начальная подготовка) 7-8 Плавание, спортивная гимнастика 8-9 Фигурное

Ориентировочные сроки допуска спортсменов к тренировочным занятиям после травм опорно-двигательного аппарата
Характер повреждения Сроки возобновления занятий Переломы Ключицы 6-8 недель

Единицы измерения физических величин, используемых в спортивной медицине
Наименование физической величины Единица измерения Обозначение и наименование в системе СИ Пересчет в другие единицы изме

Цель работы: овладеть методиками определения функционального состояния системы органов дыхания; оценить функциональные возможности системы органов дыхания и изучить устойчивость организма к избытку углекислого газа.

1.1. устойчивость дыхательного центра к избытку углекислого газа (проба Штанге с задержкой дыхания на вдохе);

1.2. устойчивость организма к избытку углекислого газа (проба Сообразе с задержкой дыхания на выдохе);

2. Исследуйте и дайте оценку устойчивости Вашего организма к избытку углекислого газа (СО2). Для этого определите показатель устойчивости Вашего организма к избытку СО2.

3. Определите степень развития системы внешнего дыхания (Пжиз.)

4. Исследуйте соответствие фактической ЖЕЛ должной и выносливость Ваших дыхательных мышц, для чего выполните пробу Розенталя.

5. Определите и дайте оценку функциональных резервов кардиореспира-торной системы Вашего организма.

6. Определите состояние системы кровообращения и дыхания и выявите контингент лиц, к которым Вы относитесь по этому показателю (проба Серкина).

Методические указания к выполнению

Лабораторно-практических работ

1. Выполните лабораторную работу “Исследование и оценка состояния системы органов дыхания»

1.1. Проба Штанге (определение устойчивости дыхательного центра к избытку углекислого газа)

Ход работы. В положении сидя после 2-3 спокойных дыхательных движений сделайте глубокий вдох и задержите дыхание. При этом рот должен быть закрыт, а нос зажат пальцами или зажимом. С помощью секундомера измерьте максимально возможное произвольное время задержки дыхания.

Если время задержки дыхания на вдохе менее 40 секунд, то устойчивость вашего дыхательного центра к избытку углекислого газа (СО2) неудовлетворительная, 40 - 50 удовлетворительная и свыше 50 секунд - хорошая.

1.2. Проба Сообразе (определение устойчивости организма к избытку углекислого газа)

Устойчивость организма к избытку углекислого газа позволяют определить пробы с задержкой дыхания (апноэ).

Ход работы. В положении сидя после двух-трех спокойных дыхательных движений сделайте выдох и задержите дыхание, зажав нос пальцами. Зафиксируйте с помощью секундомера максимально произвольное время задержки дыхания на выдохе. У здоровых детей и подростков время задержки дыхания 12 - 13 секунд. Взрослые здоровые нетренированные лица могут задерживать дыхание на выдохе в течение 20 - 30 секунд, а здоровые спортсмены - 30 - 90 секунд.

Если апноэ на выдохе у Вас менее 25 секунд, то устойчивость организма к избытку СО2 неудовлетворительная, 25 - 40 - удовлетворительная, свыше 40 секунд - хорошая.

2. Определение показателя устойчивости организма к избытку углекислого газа

Ход работы. Стоя подсчитайте ЧСС по пульсу в течение минуты. Учитывая полученные данные ЧСС и время задержки дыхания на выдохе (проба Сообразе), рассчитайте показатель устойчивости (ПУ) организма к избытку углекислого газа по формуле: ПУ = ЧСС (уд/мин) : длительность апноэ (сек)

Запишите на доске результаты студентов группы, сопоставьте их и сделайте вывод об устойчивости Вашего организма к избытку СО2.

Чем ниже величина показателя, тем устойчивость организма к избытку СО2 выше.

3. Выполните лабораторную работу “Исследование и оценка морфологического критерия степени развития системы внешнего дыхания»

Степень развития системы внешнего дыхания определите при помощи расчета жизненного показателя (Пжизн.):

Средние величины жизненного показателя у мужчин составляют 65-70 см3/кг, у женщин - не менее 55-60 см3/кг.

4. Выполните лабораторную работу “Определение соответствия фактической ЖЕЛ должной и выносливости дыхательных мышц”

4.1. Определение соответствия фактической ЖЕЛ должной

Ход работы. Шкалу сухого спирометра установите на нуле. После двух-трех глубоких вдохов и выдохов сделайте максимальный вдох и произведите равномерный, максимальный выдох в спирометр. Измерение повторите три раза, зафиксируйте максимальный результат.

Полученные данные сравните с должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ), которую рассчитайте по формулам:

ДЖЕЛ(мужчины) = [рост (см) х 0,052 – возраст (лет) х 0,022] – 3,60

ДЖЕЛ(женщины) = [рост (см) х 0,041 – возраст (лет) х 0,018] – 2,68

Для определения процентного отклонения фактической ЖЕЛ от должной найдите отношение:

В норме величина ЖЕЛ может отклоняться от ДЖЕЛ в пределах +20 %. Повышение фактической величины ЖЕЛ относительно ДЖЕЛ указывает на высокие морфологические и функциональные возможности легких.

4.2. Определение выносливости дыхательных мышц (проба Розенталя)

Ход работы. С помощью сухого спирометра каждые 15 секунд пятикратно измерьте величину ЖЕЛ. Результаты, полученные при каждом измерении, внесите в таблицу 17. Проследите динамику ЖЕЛ и сделайте вывод о выносливости Ваших дыхательных мышц. В зависимости от функционального состояния костно-мышечного аппарата системы внешнего дыхания, кровообращения и нервной системы величина ЖЕЛ в процессе последовательных измерений ведет себя по-разному. Так, при хорошей выносливости дыхательных мышц ЖЕЛ возрастает, при удовлетворительной остается без изменений, а при неудовлетворительной выносливости уменьшается.

Таблица 17

Фамилия, имя, отчество______________________________________

5. Выполните лабораторную работу «Исследование и оценка функциональных резервов кардио-респираторной системы организма»

5 . 1. Определение индекса Скибинской (ИС)

Ход работы. После 5-минутного отдыха в положении сидя определите по пульсу ЧСС, уд/мин, ЖЕЛ, в мл и через 5 минут длительность задержки дыхания (ЗД) после спокойного вдоха, в сек. По формуле рассчитайте ИС:

ИС = 0,01 ЖЕЛ х ЗД/ЧСС

Оценку полученных результатов произведите, пользуясь таблице 18. Сделайте вывод о функциональных резервах кардиореспираторной системы. Вашего организма. Сопоставьте полученные данные с особенностями образа жизни (курение, привычка употреблять крепкий чай, кофе, гиподинамия и т.д.) или с наличием заболеваний.

Таблица 18

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ КАРДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ

СИСТЕМЫ ПО ИНДЕКСУ СКИБИНСКОЙ

5.2. Проба Серкина

Ход работы. В положении сидя после 2-3-х спокойных дыхательных движений сделайте вдох и задержите дыхание, зажав нос пальцами. Зафиксируйте с помощью секундомера максимально произвольное время задержки дыхания на вдохе (1 фаза, покой). Сделайте 20 приседаний за 30 секунд и тоже определите длительность задержки дыхания на вдохе (II фаза, после 20 приседаний). Стоя отдохните 1 минуту и повторите определение продолжительности задержки дыхания на вдохе в положении сидя (III фаза, после отдыха в положении сидя). Полученные результаты внесите в таблицу 19.

Таблица 19

Фамилия, имя, отчество _________________________________________

Оценку полученных результатов проведите, пользуясь таблицей 20. Определите категорию обследуемых, к которой Вы относитесь по состоянию кардиореспираторной системы. Сделайте вывод о причинах, по которым Вы отнесены к той или иной категории обследуемых. Сопоставьте полученные данные с особенностями образа жизни (курение, гиподинамия и т.д.) или с наличием заболеваний.

Таблица 20

5. Проанализируйте данные, полученные при выполнении всех лабораторных работ. На основании анализа полученных результатов укажите устойчивость Вашего организма к избытку углекислого газа, категорию обследуемых, к которой Вы относитесь по состоянию кардио-респираторной системы (данные пробы Серкина), состояние выносливости дыхательных мышц. Сделайте вывод о функциональных резервах кардио-респираторной системы Вашего организма.

Динамическая спирометрия – определение изменений ЖЕЛ под влиянием физической нагрузки (проба Шафранского). Определив исходную величину ЖЕЛ в покое, обследуемому предлагают выполнить дозированную физическую нагрузку - 2-минутный бег на месте в темпе 180 шаг/мин при подъеме бедра под углом 70-80°, после чего снова определяют ЖЕЛ. В зависимости от функционального состояния системы внешнего дыхания и кровообращения и их адаптации к нагрузке ЖЕЛ может уменьшиться (неудовлетворительная оценка), остаться неизменной (удовлетворительная оценка) или увеличиться (оценка, т.е. адаптация к нагрузке, хорошая). О достоверных изменениях ЖЕЛ можно говорить только в том случае, если она превысит 200 мл.

Проба Розенталя - пятикратное измерение ЖЕЛ, проводимое через 15-секундные интервалы времени. Результаты данной пробы позволяют оценить наличие и степень утомления дыхательной мускулатуры, что, в свою очередь, может свидетельствовать о наличии утомления других скелетных мышц.

Результаты пробы Розенталя оценивают следующим образом:

Увеличение ЖЕЛ от 1-го к 5-му измерению - отличная оценка;

Величина ЖЕЛ не изменяется - хорошая оценка;

Величина ЖЕЛ снижается на величину до 300 мл - удовлетворительная оценка;

Величина ЖЕЛ снижается более чем на 300 мл - неудовлетворительная оценка.

Проба Шафранского заключается в определении ЖЕЛ до и после стандартной физической нагрузки. В качестве последней используются подъемы на ступеньку (22,5 см высоты) в течение 6 мин в темпе 16 шаг/мин. В норме ЖЕЛ практически не изменяется. При снижении функциональных возможностей системы внешнего дыхания значения ЖЕЛ уменьшаются более чем на 300 мл.
Гипоксические пробы дают возможность оценить адаптацию человека к гипоксии и гипоксемии.
Проба Генчи - регистрация времени задержки дыхания после максимального выдоха. Исследуемому предлагают сделать глубокий вдох, затем максимальный выдох. Исследуемый задерживает дыхание при зажатом носе и рте. Регистрируется время задержки дыхания между вдохом и выдохом. норме величина пробы Генчи у здоровых мужчин и женщин составляет 20-40 с и для спортсменов – 40-60 с.
Проба Штанге - регистрируется время задержки дыхания при глубоком вдохе. Исследуемому предлагают сделать вдох, выдох, а затем вдох на уровне 85-95% от максимального. Закрывают рот, зажимают нос. После выдоха регистрируют время задержки.Средние величины пробы Штанге для женщин – 35-45 с для мужчин – 50-60 с, для спортсменок – 45-55 с и более, для спортсменов - 65-75 с и более.
Проба Штанге с гипервентиляцией
После гипервентиляции (для женщин - 30 с, для мужчин - 45 с) производится задержка дыхания на глубоком вдохе. Время произвольной задержки дыхания в норме возрастает в 1,5-2,0 раза (в среднем значения для мужчин – 130-150 с, для женщин – 90-110 с).
Проба Штанге с физической нагрузкой. После выполнения пробы Штанге в покое выполняется нагрузка - 20 приседаний за 30 с. После окончания физической нагрузки тотчас же проводится повторная проба Штанге. Время повторной пробы сокращается в 1,5-2,0 раза.По величине показателя пробы Генчи можно косвенно судить об уровне обменных процессов, степени адаптации дыхательного центра к гипоксии и гипоксемии и состояния левого желудочка сердца.Лица, имеющие высокие показатели гипоксемических проб, лучше переносят физические нагрузки. В процессе тренировки, особенно в условиях среднегорья, эти показатели увеличиваются.У детей показатели гипоксемических проб ниже, чем у взрослых.
7.2.3. Инструментальные методы исследования системы дыхания
Пневмотахометрия - определение максимально объемной скорости потока воздуха при вдохе и выдохе. Показатели пневмотахометрии (ПТМ) отражают состояние бронхиальной проходимости и силу дыхательной мускулатуры. Бронхиальная проходимость - важный показатель состояния функции внешнего дыхания. Чем шире суммарный просвет воздухоносных путей, тем меньше сопротивление, оказываемое ими потоку воздуха и тем больше его объем способен вдохнуть и выдохнуть человек при максимально форсированном дыхательном акте. От величины бронхиальной проходимости зависят энергетические траты на вентиляцию легких. При увеличении бронхиальной проходимости один и тот же объем вентиляции легких требует меньше усилий. Систематические занятия физической культурой и спортом способствуют совершенствованию регуляции бронхиальной проходимости и ее увеличению.
Объемная скорость потока воздуха на вдохе и выдохе измеряется в литрах в секунду (л/с).
У здоровых нетренированных людей соотношение объемной скорости вдоха к объемной скорости выдоха (мощность вдоха и выдоха) близко единице. У больных людей это соотношение всегда меньше единицы. У спортсменов мощность вдоха превышает мощность выдоха, и это соотношение достигает 1,2-1,4.
Для более точной оценки бронхиальной проходимости легче пользоваться расчетом должных величин. Для расчета должной величины фактическая величина ЖЕЛ умножается на 1,24. Нормальная бронхиальная проходимость равна мощности вдоха и выдоха, т.е. 100 ± 20% его от должной величины.
Показатели ПТМ колеблются у женщин от 3,5 до 4,5 л/с; у мужчин - от 4,5 до 6 л/с. У спортсменок величины ПТМ составляют 4-6 л/с, у спортсменов – 5-8 л/с.
В последние годы функцию внешнего дыхания определяют с помощью компьютера «IBM PC» на аппарате «Спироскоп ТМ» методами спирографии и петля поток - объем форсированного выхода (ППО), как наиболее приемлемых для динамического исследования дыхания. Так, самые высокие показатели ЖЕЛ, объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ 1), МВЛ, выявлены в группе выносливости, несколько ниже, но также высокие - в группе единоборств и игровых видов спорта, что указывает на то, что в этих видах спорта развитию качества выносливости уделяется существенное внимание (Дьякова П.С., 2000).
Спирография - метод комплексного исследования системы внешнего дыхания с регистрацией показателей частоты дыхания (ЧД), глубины дыхания (ГД), минутного объема дыхания (МОД), жизненной емкости легких с ее компонентами: резервный объем вдоха - (РОВД), резервный объем выдоха - (РОВЬШ), дыхательный объем - (ДО), форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ), максимальной вентиляции легких (МВЛ) и потребление кислорода (ПО2).
ЧД в норме в условиях покоя у взрослых практически здоровых людей колеблется от 14 до 16 дыханий в минуту. У спортсменов с ростом тренированности ЧД может урежаться и составлять от 8 до 12 в минуту, у детей - несколько больше.
ГД, или дыхательный объем (ДО) также измеряется на спирограмме равномерного спокойного дыхания. ДО составляет примерно 10% емкости легких или 15-18% ЖЕЛ и равен у взрослых 500-700 мл, у спортсменов ДО возрастает и может достигать 900-1300 мл.
МОД (легочная вентиляция) представляет собой произведение ДО на ЧД в 1 мин (при равномерном дыхании равной глубины). В покое в условиях нормы эта величина колеблется от 5 до 9 л/мин. У спортсменов его величина может достигать 9-12 л/мин и более. Важно, чтобы МОД при этом возрастал за счет глубины, а не частоты дыхания, что не приводит к избыточному расходу энергии на работу дыхательной мускулатуры. Иногда увеличение МОД в покое может быть связано с недостаточным восстановлением после тренировочных нагрузок.
Резервный объем вдоха (РО ВД) - это объем воздуха, который исследуемый может вдохнуть при максимальном усилии вслед за обычным вдохом. В покое этот объем примерно равен 55-63% ЖЕЛ. Этот объем в первую очередь используется для углубления дыхания при нагрузке и определяет способность легких к дополнительному их расширению и вентиляции.
Резервный объем выдоха (РО ВЫД) - это объем воздуха, который исследуемый может выдохнуть при максимальном усилии вслед за обычным выдохом. Его величина колеблется от 25 до 345 от ЖЕЛ в зависимости от положения тела.
Форсированная ЖЕЛ (ФЖЕЛ или проба Тиффно-Вотчела) - максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть за 1 с. При определении этой величины из положения максимального вдоха испытуемый делает максимально форсированный выдох. Рассчитывается этот показатель в мл/с и выражается в процентах к обычной ЖЕЛ. У здоровых лиц, не занимающихся спортом, этот показатель колеблется от 75 до 85%. У спортсменов этот показатель может достигать больших значений при одновременном увеличении ЖЕЛ и ФЖЕЛ: их процентные соотношения изменяются незначительно. ФЖЕЛ ниже 70% указывает на нарушение бронхиальной проходимости.
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) - это наибольший объем воздуха, вентилируемый легкими за 1 мин при максимальном усилении дыхания за счет увеличения его частоты и глубины. МВЛ относится к числу показателей, которые наиболее полно характеризуют функциональную способность системы внешнего дыхания. На величину МВЛ влияют ЖЕЛ, сила и выносливость дыхательной мускулатуры, бронхиальная проходимость. Кроме того, МВЛ зависит от возраста, пола, физического развития, состояния здоровья, спортивной специализации, уровня тренированности и периода подготовки. В норме у женщин МВЛ – 50-77 л/мин, у мужчин – 70-90 л/мин. У спортсменов может достигать 120-140 л/мин - женщины, 190-250 л/мин - мужчины. При определении МВЛ измеряют объем вентиляции при максимально произвольном усилении дыхания в течение 15-20 с, а затем приводят полученные данные к минуте и выражают в л/мин. Более продолжительная гипервентиляция приводит к гипокапнии, что вызывает снижение артериального давления и появление у исследуемых головокружений. Оценку уровня функциональной способности системы внешнего дыхания можно получить при сопоставлении МВЛ с должной МВЛ (ДМВЛ):

ДМВЛ = (ЖЕЛ / 2Ж) х 35

МВЛ, в % ДМВЛ = (факт. МВЛ х 100) / ДМВЛ

Нормальная величина МВЛ составляет 100±10 ДМВЛ. У спортсменов МВЛ достигает 150% ДМВЛ и более.Если из МВЛ вычесть МОД в покое, получим величину, показывающую, насколько спортсмен может увеличить вентиляцию легких, так называемый резерв дыхания. В норме он составляет 91-92% МВЛ.
Дыхательный эквивалент (ДЭ) - это абстрактная величина, выражающая количество литров воздуха, которое необходимо провентилировать, чтобы использовать 100 мл кислорода.ДЭ рассчитывается по формуле:ДЭ = МОДДдолжное потребление кислорода хЮ), где должное потребление кислорода рассчитывается как частное от деления должного основного обмена (ккал) по таблице Гарриса-Бенедикта на коэффициент 7,07.

Принципы оценки. В норме в состоянии покоя дыхательный эквивалент колеблется в пределах от 1,8 до 3,0 и составляет в среднем 2,4.
Вентиляционный эквивалент (ВЭ) , по существу, является тем же показателем, что и ДЭ, но вычисляется не по отношению к должному поглощению кислорода, а по отношению к фактическому.
ВЭ рассчитывается по формуле:ВЭ = МОД/на величину потребления кислорода в литрах.Принципы оценки: чем выше величина ВЭ, тем ниже эффективность дыхания.
Коэффициент резервных возможностей дыхания (КРД) отражает резервные возможности системы внешнего дыхания.КРД = (МВЛ - МОД) х 10 / МВЛ.Принципы оценки : КРД (RHL) ниже 70% указывает на значительную степень снижения функциональных возможностей дыхания.

8. ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ (ДЛ) - количество газа, проходящее через альвеол яр но-капилл яр ную мембрану за минуту i расчета на 1 мм рт. ст. разницы парциального давления газа по обе стороны мембраны. Существующие методы определения диффузионной способности легких сложны и трудоемки, Они используются лишь в некоторых специализированных клиниках. Поэтому здесь излагаются только принципы этих методов.
Методы определения. Для определения диффузионной способности легких используются газы, лучше растворимые в крови, чем в альвео-лярно-капиллярныХ мембранах. К таким газам относятся кислород, окись углерода. Поскольку используются небольшие концентрации окиси углерода (0,1-0,2%) и вдыхание газа кратковременно, то применение этого газа для определения диффузионной способности легких безопасно.
Определение диффузионной способности легких с помощью окиси углерода методом одиночного вдоха. Вдыхается газовая смесь: 0,3% СО, 10% гелия, 21% О; в азоте. После 10-секундной задержки дыхания исследуемому предлагается сделать форсированный выдох. Предварительно были определены жизненная емкость и остаточный объем. ДЛ вычисляется по формуле: где ОЕЛ - общая емкость легких; F- исходная альвеолярная концентрация окиси углерода, F -концентрация СО в выдыхаемом газе; --время задержки дыхания в секундах.

Исходная альвеолярная концентрация окиси углерода вычисляется по концентрации гелия в пробе выдыхаемого газа (Fa ,), поскольку гелий нерастворим, его разведение в альвеолярном воздухе равно разведению окиси углерода до начала се поглощения кровью. Это вычисление проводится но формуле:

Газометром определяется концентрация окиси углерода в выдыхаемом воздухе после 10-секундной задержки дыхания.

Определение диффузионной способности легких с п ом ощ ь ю окиси углерода в условиях устойчивого состояния. В течение 15 минут пациент дышит атмосферным воздухом, затем 6 минут вдыхает смесь воздуха с 0,1% окиси углерода (или делает 6 вдохов этой смеси). На 2-й и 6-й минуте измеряется концентрация окиси углерода в выдыхаемом воздухе. Альвеолярное напряжение окиси углерода определяют по пробе альвеолярного газа либо вычисляют, определив предварительно мертвое пространство. Разница количества СО во вдыхаемом и выдыхаемом газе определит количество поглощенной за период исследования окиси углерода. Диффузионная способность для окиси углерода вычисляется по формуле:

где Vco - количество поглощенной окиси углерода в минуту; РАсо~~ напряжение СО в альвеолярном воздухе.

Для получения величины диффузионной способности легких для кислорода полученную величину ДЛС0 умножают на 1,23.

Определение диффузионной способности по кислороду из-за значительной сложности методики распространения не получило. Поэтому описание метода здесь не приводится.

Нормальные величины. Величина диффузионной способности легких зависит от метода исследования, поверхности тела. У женщин она ниже, чем у мужчин. Нижняя граница ДЛ0 в покое составляет примерно 15 мл Ogминмм рт. ст.

Максимальная диффузионная способность легких наблюдается при физической нагрузке. В это время она достигает 60 мл 0.,минмм рт. ст. и более.

Отмечено снижение максимальной диффузионной способности легких с возрастом. Зависимость максимальной диффузионной способности от возраста выражается формулой:

ДЛ0(Макс = 0,67 X рост (в см) -0,55Xвозраст (в годах) -40,9.

Варианты патологии. Нарушения диффузионной способности легких наблюдаются при пневмосклерозс, саркоидозе, силикозе, эмфиземе легких, при митральном стенозе с выраженными застойными явлениями в легких.

При максимальной физической нагрузке фактическая вентиляция легких составляет всего 50% от максимального дыхательного объема. Кроме того, насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом происходит даже во время самой тяжелой физической нагрузки. Поэтому дыхательная система не может быть фактором, ограничивающим способность здорового человека переносить физическую нагрузку. Однако для людей в плохой физической форме натренированность дыхательных мышц может стать проблемой. Фактором, ограничивающим способность переносить физическую нагрузку, является способность сердца накачивать кровь к мышцам, которая, в свою очередь, влияет на максимальную скорость переноса 02 Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы является распространенной проблемой. Митохондрии в сокращающейся мышце - это конечные потребители кислорода и важнейший определяющий фактор выносливости.
Давление в ротовой полости. Измерение максимального инспираторного и экспираторного давления в ротовой полости - это самое распространенное исследование общей силы инспираторных и экспираторных мышц. Необходимые маневры трудно выполнять некоторым пациентам, поскольку они основываются на максимальной произвольной попытке. Имеются нормальные пределы, но они значительно различаются даже у здоровых субъектов. Минимальная величина нормального предела является следствием легкой слабости или субмаксимальной попытки у здорового субъекта. При нормальном давлении однозначно исключается слабость дыхательных мышц. Давление в полости носа. Инспираторное давление в носовой полости при быстром вдохе носом (шмыганье) основывается на маневре, более простом в исполнении, чем при максимальном инспираторном давлении, и представляет собой точное, простое и неинвазивное определение общей силы инспираторных мышц. Оно в особенности полезно, когда необходимо решить, имеются ли признаки низкого максимального инспираторного давления или же недооценивается сила инспираторных мышц при ХОБЛ, когда передача давления изнутри грудной клетки замедляется. Необходимое для этого исследования оборудование становится все более доступным. Давление во время кашля. Давление или максимальный поток во время кашля помогают определить силу экспираторных мышц. Специальные или инвазивные исследования силы дыхатыльеных мышц Неинвазивные исследования основываются на быстрой передаче давления из грудной клетки в ротовую полость, а также на хорошем понимании, взаимодействии и мотивации пациента определить общую силу инспираторных и экспираторных мышц. При введении катетеров для определения давления в пищевод и желудок можно произвести специальные измерения инспираторного, экспираторного и трансдиафрагмального давления во время быстрого вдоха носом и покашливания. Сочетая инвазивное измерение давления с электрической или магнитной стимуляцией диафрагмального нерва, осуществляют непроизвольное измерение силы диафрагмы. Эти исследования выявляют одностороннюю слабость диафрагмы или поражение диафрагмального нерва, но редко применяются вне специализированных лабораторий. Определение активности дыхательных мышц играет важную роль в понимании того, как легкие вентилируются. Ступенчатый подход к исследованию дыхательных мышц дает представление о прогрессировании различных патологических состояний и о необъяснимых дыхательных симптомах.

9. Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему
Исследования физиологического спортивного сердца (аппарата кровообращения) путей его развития и методов оценки является важной задачей спортивной кардиологии. Правильное и рациональное использование физических упражнений вызывает существенные положительные сдвиги в морфологии и функции сердечно-сосудистой системы. Высокое функциональное состояние физиологического спортивного сердца - это результат долговременной адаптации к регулярным тренировкам. Чтобы понять природу адаптационных изменений, происходящих в физиологическом спортивном сердце, необходимо рассмотреть современные представления об основных закономерностях адаптации организма к физическим нагрузкам. Адаптация индивида - это процесс, позволяющий организму приобретать отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получить возможность жить в условиях, считавшихся ранее неразрешимыми (Меерсон Ф.З., 1986). Стадийность процесса адаптации аппарата кровообращения к длительному непрерывному увеличению функции доказана в монографиях Ф.З. Меерсона и его сотрудников (1965-1993). Автор выделил 4 стадии адаптации сердца при его компенсаторной гиперфункции: стадии аварийной, переходной и устойчивой адаптации, четвертая стадия - изнашивания - сопровождается функциональной недостаточностью сердца. При мобилизации функции аппарата кровообращения, вызванной воздействием факторов внешней среды, и в частности воздействием физических нагрузок, столь четкой стадийности процесса адаптации выявить не удается. О стадиях адаптации аппарата кровообращения к физическим нагрузкам можно говорить весьма условно, различая в многолетнем длительном процессе становления спортивного мастерства начальный (точнее, предыдущий) этап срочной адаптации и последующий этап долговременной адаптации.
Срочный этап адаптации к физическим нагрузкам возникает непосредственно после начала действия физической нагрузки на организм нетренированного человека и реализуется на основе готовых физиологических механизмов. Срочная адаптации включает в себя все механизмы регуляции аппарата кровообращения, которые призваны в условиях выполнения физической нагрузки поддерживать, гомеостаз. Однако выполнение нагрузки лицом неподготовленным не позволяет ему достичь быстроты двигательной реакции и выполнять нагрузку достаточно долго.Срочная адаптационная реакция, как правило, оказывается недостаточно совершенной, чтобы достичь желаемого результата.
Долговременный этап адаптации наступает постепенно, благодаря достаточному и дробному воздействию адаптогенного фактора, т.е. путем перехода количества в качество. Именно благодаря дробному воздействию на организм физических нагрузок, используемых в современном тренировочном процессе, спортсмену удается добиться высоких спортивных результатов. С другой стороны, для спортсмена, хорошо адаптированного к определенным физическим нагрузкам, этот, уже достигнутый уровень адаптации является исходным для достижения еще более высокого результата
10. Прежде всего это касается вопроса о так называемых особенностях аппарата кровообращения спортсмена и, во-вторых, о триаде признаков, считавшихся характерными для высокого уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена и даже оценивавших состояние его тренированности в целом. Речь идет о брадикардии, гипотензии и гипертрофии миокарда. Некоторые авторы называют эти 3 признака «синдромом спортивного сердца» [Кгеmer R., 1974].
Что касается особенностей физиологического «спортивного сердца», то, например, ЭКГ спортсмена, отражающую положительные физиологические сдвиги в сердце, характеризуют синусовая брадикардия, умеренно выраженная синусовая аритмия (при разнице в интервалах R-R от 0,10 до 0,15 с), вертикальная или полувертикальная электрическая позиция сердца, снижение амплитуды зубца Р, большая амплитуда зубцов R и Т, особенно в грудных отведениях, небольшой подъем сегментов ST выше изоэлектрического уровня. При повышении уровня функционального состояния отмечаются существенные положительные сдвиги, в основе которых лежит включение компенсаторно-приспособительных механизмов под влиянием повышения тонуса блуждающего нерва, что проявляется в его отрицательном инотропном и отрицательном хронотропном влиянии.
Физиологические особенности спортивного аппарата кровообращения, описанные Г. Ф. Лангом, нашли полное подтверждение в работах последних лет. Речь идет, например, о меньшем у спортсменов, чем у не занимающихся спортом, минутном объеме кровообращения, необходимом для обеспечения работающих мышц, что обусловлено лучшим использованием кислорода крови на периферии. Особое значение Г. Ф. Ланг придавал улучшению капиллярного кровообращения в сердечной мышце при занятиях физическими упражнениями. К особенностям физиологического «спортивного сердца» Г. Ф. Ланг справедливо относил также способность к увеличению минутного объема кровообращения при физической нагрузке не столько за счет учащения сердечных сокращений, сколько за счет увеличения ударного объема.
Придавая огромное значение особенностям сердечно-сосудистой системы спортсмена, Г. Ф. Ланг справедливо подчеркивал, что в цепи изменений организма в целом, отдельных его систем и органов это - только звено, правда очень важное.
Из краткого перечисления особенностей физиологического «спортивного сердца» становится очевидной невозможность дать их подробный анализ в этой книге.
Что же касается второго вопроса, а именно о трех основных признаках высокого уровня функционального состояния (брадикардия, гипотензия и гипертрофия миокарда), то в свете современных данных это представление требует пересмотра. Эти 3 признака считали, да и сейчас считают, основными признаками тренированности спортсмена.
Прежде всего представляется неправильным говорить о тренированности спортсмена на основании только медицинских данных, ибо тренированность - понятие педагогическое. Тем более не следует говорить о состоянии тренированности какой-либо отдельно взятой системы или органа (в частности, сердечно-сосудистой системы), что, к сожалению, нередко делается. Но основное заключается в том, что, с одной стороны, состояние высокой тренированности не всегда сопровождается всеми этими признаками, а с другой стороны - в ряде случаев эти признаки могут быть проявлением патологических изменений в организме.
Наиболее постоянным и обязательным признаком высокого функционального состояния сердца спортсмена является брадикардия. Действительно, при этом частота сердечных сокращений уменьшается, и резко выраженная брадикардия (ниже 40 уд/мин), которая всегда вызывает сомнения в отношении ее физиологического происхождения, встречается чаще у мастеров спорта и спортсменов I разряда, причем среди мужчин чаще, чем среди женщин. Однако все же, если частота сердечных сокращений у спортсмена меньше 30-40 уд/мин, он обязательно должен быть подвергнут тщательному врачебному обследованию, прежде всего для исключения полной блокады сердца или каких-либо других его поражений.

11. Изменения регуляции системного кровообращения под влиянием физических нагрузок динамического характера полностью укладываются в известные и обсуждавшиеся выше принципы экономизации функции систем в покое и при малых нагрузках и максимальной производительности при выполнении предельных нагрузок.

Г.Ф. Ланг (1936) отмечал отчетливое снижение артериального давления у спортсменов, которое, однако, не выходило за пределы нижних границ нормы. Позднее эти наблюдения были многократно подтверждены многими исследователями (Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Граевская Н.Д., 1975; Карпман В.Л., Любина Б.Г., 1982).

Влияние систематических тренировок на уровень артериального давления в покое было подробно изучено А. Г. Дембо и М.Я. Левиным (1969). Они доказали, что снижение артериального давления у спортсменов, тренирующих выносливость, встречается тем чаще, чем выше уровень спортивного мастерства, стаж спортивных тренировок, их объем и интенсивность. Последнее обстоятельство подтверждается ростом ги-потензии от подготовительного к соревновательному периоду.

Таким образом, можно утверждать, что регулярные тренировки динамического характера сопровождаются артериальной гипотензией, в основе развития которой лежат адаптивные изменения артериальной сосудистой системы.

Действительно, трудно себе представить увеличение производительности спортивного сердца без увеличения гидравлической проводимости сосудов большого круга кровообращения (Blomgvist С, Saltin В., 1983).

Другим проявлением экономизации функции аппарата кровообращения у спортсменов являются адаптивные изменения скорости кровотока, которая существенно снижается у спортсменов по мере роста тренированности. Это, в свою очередь, создает благоприятные условия для максимального извлечения кислорода из крови в ткани (Яковлев Н.Н., 1974).

Кроме того, в процессе адаптации к физическим нагрузкам динамического характера увеличивается растяжимость артерий, снижается их упругое сопротивление и в конечном счете увеличивается емкость артериального русла. Таким образом, снижение констрикторного тонуса сосудов облегчает движение крови и способствует снижению энергетических затрат сердца.

Снижение тонуса стенок артерий, возникающее под воздействием регулярных тренировок, прежде всего на выносливость, проявляется уменьшением скорости распространения пульсовой волны (СРПВ). Интенсивность кровотока через конечности у этих спортсменов также снижена. Показано, что при стандартной физической нагрузке приток крови к работающим мышцам спортсменов меньше, чем у нетренированных лиц (Озолинь П.П., 1984).

Все эти данные подтверждают представление об экономизации функции сосудистой системы в состоянии покоя. Механизмы описанных выше изменений сосудистого тонуса при систематических тренировках в настоящее время не вполне ясны. Трудно допустить, что первоосновой снижения тонуса сосудов в состоянии покоя у спортсменов является снижение метаболической активности мышечной ткани. Этому противоречит выявляемое у спортсменов существенное повышение артериовенознои разницы по кислороду по сравнению с нетренированными лицами (Васильева В.Д., 1971; Ekblom В. et al., 1968).

Эти данные скорее указывают, что при систематических тренировках увеличивается способность мышц использовать кислород. По современным представлениям, в совершенствовании регуляции сосудов резистивного типа участвуют три вида механизмов: гуморальный, местный и рефлекторный (Озолинь П.П., 1984).

Хотя гуморальные механизмы повышения сосудистого тонуса, несомненно, принимают участие в реакции артерий на нагрузку, их роль в регуляции сосудистого тонуса не является ведущей. В ряде исследований выявлено, что регулярные тренировки динамического характера существенно снижают уровень катехоламинов крови в ответ на тестирующую нагрузку. Это дает основание полагать, что реакцию сосудов определяет не уровень катехоламинов крови, а высокая чувствительность нервных приборов сосудистой стенки.

Местные сосудистые реакции также активно участвуют в регуляции кровотока, но центральное место в регуляции сосудистого тонуса в состоянии покоя принадлежит нервно-рефлекторным механизмам регуляции.

Результаты исследований В. Saltin и соавт. (1977) свидетельствуют, что мобилизация функции сердечно-сосудистой системы при физических нагрузках осуществляется рефлекторно при помощи сигналов, исходящих из рецепторов работающих мышц. Эти рефлекторные реакции претерпевают существенные изменения под воздействием систематических физических нагрузок. Авторы высказывают вполне обоснованное предположение, что сердечно-сосудистые рефлексы, совершенствующиеся при регулярных тренировках, формируются благодаря возбуждению хеморецепторов скелетных мышц.

В заключение следует подчеркнуть, что ведущую роль в изменении сосудистых реакций под влиянием систематических физических нагрузок играют рефлекторные механизмы, поскольку только они способны обеспечить тонкое взаимодействие различных систем жизнеобеспечения и точную регуляцию регионарного кровотока в различных областях.

При физических нагрузках статического характера, описанных выше, адаптационных изменений сосудистого тонуса не происходит. Напротив, при тренировках, направленных на развитие силы, интенсивность кровотока в состоянии покоя повышается (Озолинь П.П., 1984). У штангистов, как известно, отмечается наклонность к повышению артериального давления (Вольнов Н.И., 1958; Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Матиашвили К.И., 1971).

Г.Ф. Ланг считал улучшение капиллярного кровотока в мышцах главным фактором, обеспечивающим лучшее использование кислорода. Что касается сердечной мышцы, то увеличение капиллярного кровотока, по мнению Г.Ф. Ланга, является непременным условием успешной адаптации к физическим нагрузкам. Сегодня факт увеличения пропускной способности коронарного русла и его емкости в результате адаптации к физическим нагрузкам полностью подтвержден и не вызывает сомнений (Пшенникова М.Г. 1986).

В путях адаптации аппарата кровообращения к повторяющимся нагрузкам того или иного характера имеются существенные различия. Если иметь в виду выполнение упражнений динамического или статического характера с вовлечением в работу больших групп мышц, то различия гемодинамического ответа обнаруживаются при однократных нагрузках, т.е. на стадии срочных адаптационных реакций.

Величина ударного объема (УО) возрастает линейно лишь до 1/3 от МПК, далее прирост величины УО незначителен. Однако МОК растет линейно до достижения уровня МПК в основном за счет роста ЧСС.

Определение предельно допустимой ЧСС, в зависимости от возраста, можно рассчитать по формуле R.Marshall &J.Shepherd (1968):ЧССмакс = 220 - Т (уд/мин).

Скорость нарастания величины УО существенно выше скорости роста ЧСС. В результате УО приближается к своему максимальному значению при VO 2 , равному примерно 40% от МПК и ЧСС около ПО уд/мин. Рост УО во время выполнения физической нагрузки обеспечивается благодаря взаимодействию ряда вышеописанных регуляторных механизмов. Так, при увеличении нагрузки под влиянием возрастающего венозного возврата, наполнение желудочков сердца увеличивается, что в сочетании с ростом растяжимости миокарда приводит к увеличению конечно-диастолического объема. Это, в свою очередь, означает возможность увеличения УО крови за счет мобилизации базального резервного объема желудочков. Увеличение сократительной способности сердечной мышцы сопряжено также с ростом ЧСС. Другим механизмом мобилизации базального резервного объема является нейрогуморальный механизм, регулирующийся через воздействие на миокард катехоламинов.

Реализация перечисленных механизмов срочной адаптации происходит через систему внутриклеточной регуляции процессов, протекающих в миокарди-оцитах, к которым относятся их возбуждение, сопряжение возбуждения и сокращения, расслабление миокардиальных клеток, а также их энергетическое и структурное обеспечение. Само собой разумеется, что в процессе срочных адаптационных реакций на физические нагрузки происходит интенсификация всех перечисленных выше процессов жизнедеятельности миокардиальных клеток, во многом определяется характером нагрузки.

Учитывая особенности гемодинамического ответа на динамическую нагрузку, полагают, что среди кардиальных механизмов увеличение УО ведущую роль играет увеличение скорости расслабления миокарда и связанное с ней совершенствование транспорта Са 2+ . При выполнении физических нагрузок динамического характера в ответ на изменение сердечного выброса и сосудистого тонуса отмечается подъем артериального давления. Прямое измерение артериального давления с помощью катетеров, введенных в плечевую и бедренную артерии молодых здоровых людей, занимающихся различными видами спорта, показало, что при нагрузках в 150-200 Вт систолическое давление повышалось до 170-200 мм.рт.ст., в то время как диастолическое и среднее давление изменялись весьма незначительно (5-10 мм.рт.ст.). При этом закономерно падает периферическое сопротивление, снижение его является одним из самых важных экстракардиальных механизмов срочной адаптации к динамическим нагрузкам.

Другим таким механизмом является увеличение использования кислорода из единицы объема крови. Доказательством включения этого механизма является изменение артериовенозной разницы по кислороду при нагрузке. Так, по расчетам В.В. Васильевой и Н.А. Степочкиной (1986), в состоянии покоя венозная кровь уносит за 1 мин примерно 720 мл неиспользованного кислорода, в то время как на высоте максимальной физической нагрузки в оттекающей от мышц венозной крови кислорода практически не содержится (Bevegard В., Shephard J., 1967).

При динамических нагрузках наряду с повышением сердечного выброса увеличивается сосудистый тонус. Последний характеризуется скоростью распространения пульсовой волны, которая, по данным многих исследователей, при физических нагрузках существенно повышается в сосудах эластического и мышечного типа (Смирнов К.М., 1969; Васильева В.В., 1971; Озолинь П.П., 1984).

Наряду с этими общими сосудистыми реакциями в ответ на такую нагрузку может существенно изменяться региональный кровоток, как показала В.В. Васильева (1971), происходит перераспределение крови между работающими и неработающими органами.

Небольшое увеличение МОК, наблюдающееся при статических нагрузках, достигается не увеличением УО, а ростом ЧСС. В отличие от реакции аппарата кровообращения на динамическую нагрузку, при которой отмечается увеличение АДс при сохранении исходного уровня, при статической АДс повышается незначительно, а АДд существенно. При этом периферическое сопротивление сосудов не снижается, как это имеет место при динамических нагрузках, а остается практически неизмененным. Таким образом, наиболее существенным отличием в реакции аппарата кровообращения на статические нагрузки является выраженный подъем АДд, т.е. увеличение постнагрузки. Это, как известно, существенно повышает напряжение миокарда и, в свою очередь, определяет включение тех механизмов долговременной адаптации, которые обеспечивают адекватное кровоснабжение тканей в этих условиях.

12. Сопоставление работоспособности (выполненной в тесте нагрузки) и приспособляемости (реакции), т.е. цены данной работы, достаточно полно характеризует функциональную подготовленность и состояние обследуемого. Даже высокая работоспособность при чрезмерном напряжении гемодинамики, выраженном метаболическом ацидозе, невысоком МПК и кислородном пульсе менее 20 мл на удар либо высоких показателях МПК при небольшом кислородном пульсе, инверсии зубцов Т либо появлении высоких (более 6-8 мм) остроконечных зубцов, снижении сегмента SТ более чем на 1,5 мм (особенно восходящей или корытообразной формы), снижении или резком возрастании вольтажа зубцов R, появлении различных видов нарушения ритма, особенно политопных и групповых экстрасистол, дискоординации функций свидетельствует о функциональном неблагополучии.

Неблагоприятными признаками надо также считать снижение содержания гемоглобина и эритроцитов при уменьшении средней гемоглобинизации эритроцитов, гиперлейкоцитоз с выраженным сдвигом лейкоцитарной формулы влево, падение концентрации лимфоцитов и эозинофилов, а также идентичные изменения при нарастающей лейкопении, продолжительное после нагрузки изолированное повышение гематокрита или снижение количества гемоглобина на фоне повышения числа ретикулоцитов, выраженное снижение содержания белка в крови (Макарова Г.А., 1990), резкие изменения минерального обмена, в частности падение содержания ионов калия, натрия, фосфатидов (Виру А.А. и др., 1963; Лайцберг Л.А., Калугина Г.Е., 1969; Воробьев А.В., Воробьева Э.И., 1980; Финогенов B.C., 1987, и др.), некомпенсированный метаболический ацидоз (рН в пределах 7-7,1), появление в моче белка (более 0,066 г/л) и форменных элементов, выраженное снижение ее плотности, ухудшение функции ЦНС и нервно-мышечного аппарата. Особенно неблагоприятны чрезмерное напряжение (в том числе дискоординация) функций и замедленное восстановление их при невысоких показателях работоспособности. Высокая работоспособность даже при значительной (но адекватной) реакции гемодинамики, обмена и симпатоадреналового звена регуляции при нормальном течении процессов восстановления указывает на высокие функциональные возможности и способность организма к их мобилизации при предъявлении максимальных требований. Например, у высокотренированного бегуна на длинные дистанции при предельной мощности работы 2650 кгм/мин (310 кгм/кг) и МПК 78 л/кг ЧСС достигала 210 уд/мин, систолическое артериальное давление - 220 мм.рт.ст. при нулевом диастолическом, систолический объем увеличивался до 180 м, минутный - до 36 л/мин, наблюдались выраженные сдвиги на ПКГ и ЭКГ, но без нарушения ритма и деформации конечной части кривой, кислородный долг составлял 15 л, но уже к 2-й минуте после нагрузки в основном погашался, значительная часть лактата утилизировалась, гемодинамические сдвиги восстановились в пределах 25 мин. Существенной можно считать экономизацию кислородного пульса на субкритичном уровне.Эффективность и устойчивость системы внешнего дыхания при максимальных нагрузках проявляются высокой аэробной мощностью: МПК 5-6 л/мин (70-80 мл/кг), минутный объем дыхания - 70-80 л, кислородный пульс - 25-30 мл на удар, высокий и устойчивый коэффициент использования кислорода и выделения СО2.

13. Функциональная проба - это нагрузка, задаваемая обследуемому для определения функционального состояния и возможностей какого-либо органа, системы или организма в целом. Используется преимущественно при спортивно-медицинских исследованиях. Нередко термин «функциональная проба с физической нагрузкой» заменяется термином «тестирование». Однако, хотя «проба» и «тест» - это, по существу, синонимы (от англ. teste - проба), все же «тест» - термин в большей степени педагогический и психологический, ибо подразумевает определение работоспособности, уровня развития физических качеств, особенностей личности. Физическая работоспособность тесно связана с путями ее обеспечения, т.е. с реакцией организма на данную работу, но для педагога в процессе тестирования ее определение не обязательно. Для врача же реакция организма на данную работу - показатель функционального состояния. Даже высокие показатели работоспособности при чрезмерном напряжении (а тем более срыве) адаптации не позволяют высоко оценить функциональное состояние обследуемого.

структуре движения мощности работы обследуемого - специфические неспецифические используемой аппаратуре («простые и сложные»), по («рабочие») («послерабочие») и т.п.

14. Для того чтобы функциональные пробы с физическими нагрузками обеспечивали достаточную информативность при динамических исследованиях, они должны соответствовать следующим требованиям:

Заданная нагрузка должна быть знакома обследуемому и не требовать дополнительного освоения навыка;

Вызывать общее, а не локальное утомление;

Исключать возможность риска, болезненных ощущений, негативного отношения.

Должна быть обеспечена одинаковая модель нагрузок, одинаковые внешние условия, режим дня, время суток, время приема пищи, исключение применения больших нагрузок в день и накануне обследования, исключение каких-либо заболеваний и жалоб, общего переутомления, приема каких-либо лекарственных и восстановительных средств.

При трактовке полученных данных следует учитывать:

Сопоставление работоспособности и адаптации;

Соответствие реакции выполненной работы;

Индивидуальную оценку полученных данных.

Диагностика тренированности (функциональный ее компонент) в годовом и многолетнем циклах подготовки обусловлена календарем соревнований, здоровьем и уровнем спортивного мастерства. При правильной системе подготовки уровень тренированности постепенно повышается, достигая наивысшего к периоду основных соревнований, затем постепенно снижается. Может быть (в зависимости от значимости соревнований и сроков их проведения) несколько периодов спортивной формы в течение сезона.

15. Классификация функциональных проб
В практике спортивной медицины используются различные функциональные пробы - с переменой положения тела в пространстве, задержкой дыхания на вдохе и выдохе, натуживанием, изменением барометрических условий, пищевыми и фармакологическими нагрузками и др. Но в данном разделе мы коснемся лишь основных проб с физическими нагрузками, обязательных при обследовании занимающихся физическими упражнениями. Эти пробы часто называют пробами сердечно-сосудистой системы, поскольку главным образом используются методы исследования кровообращения и дыхания (частота сердечных сокращений, артериальное давление и пр.), но это не совсем правильно, эти пробы следует рассматривать шире, поскольку они отражают функциональное состояние всего организма.

Классифицировать их можно по разным признакам: по структуре движения (приседания, бег, педалирование и пр.), по мощности работы (умеренная, субмаксимальная, максимальная), по кратности, темпу, сочетанию нагрузок (одно- и двухмоментные, комбинированные, с равномерной и переменной нагрузкой, нагрузкой нарастающей мощности), по соответствию нагрузки направленности двигательной деятельности обследуемого - специфические (например, бег для бегуна, педалирование для велосипедиста, бой с тенью для боксера и т. п.) и неспецифические (с одинаковой нагрузкой при всех видах двигательной деятельности), по используемой аппаратуре («простые и сложные»), по возможности определять функциональные сдвиги во время нагрузки («рабочие») или только в восстановительном периоде («послерабочие») и т.п.

Идеальная проба характеризуется: 1) соответствием заданной работы привычному характеру двигательной деятельности обследуемого и тем, что не требуется освоения специальных навыков; 2) достаточной нагрузкой, вызывающей преимущественно общее, а не локальное утомление, возможностью количественного учета выполненной работы, регистрации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов; 3) возможностью применения в динамике без большой затраты времени и большого количества персонала; 4) отсутствием негативного отношения и отрицательных эмоций обследуемого; 5) отсутствием риска и болезненных ощущений.

Для сравнения результатов исследования в динамике важны: 1) стабильность и воспроизводимость (близкие показатели при повторных измерениях, если функциональное состояние обследуемого и условия обследования остаются без существенных изменений); 2) объективность (одинаковые или близкие показатели, полученные разными исследователями); 3) информативность (корреляция с истинной работоспособностью и оценкой функционального состояния в естественных условиях).

Преимущество имеют пробы с достаточной нагрузкой и количественной характеристикой выполненной работы, возможностью фиксации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов, позволяющие охарактеризовать аэробную (отражающую транспорт кислорода) и анаэробную (способность работать в бескислородном режиме, т.е. устойчивость к гипоксии) производительность.

Противопоказанием к тестированию является любое острое, подострое заболевание либо обострение хронического, повышение температуры тела, тяжелое общее состояние.

С целью увеличения точности исследования, уменьшения доли субъективизма в оценках, возможности использования проб при массовых обследованиях важно применять современную вычислительную технику с автоматическим анализом результатов.

Для того чтобы результаты были сравнимы при динамическом наблюдении (для слежения за изменениями функционального состояния в процессе тренировки или реабилитации), необходимы одинаковые характер и модель нагрузки, одинаковые (или весьма близкие) условия внешней среды, времени суток, режима дня (сон, питание, физические нагрузки, степень общего утомления и т.п.), предварительный (до исследования) отдых не менее 30 мин, исключение дополнительных воздействий на обследуемого (интеркуррентные заболевания, прием медикаментов, нарушения режима, перевозбуждение и др.). Перечисленные условия полностью относятся и к обследованию в условиях относительного мышечного покоя.

16.Оценить реакцию испытуемого на нагрузку можно по показателям, отражающим состояние различных физиологических систем. Обязательным является определение вегетативных показателей, поскольку изменение функционального состояния организма больше отражается на менее устойчивом звене моторного акта - вегетативном его обеспечении. Как показали наши специальные исследования, вегетативные показатели при физических нагрузках менее дифференцированы в зависимости от направленности двигательной деятельности и уровня мастерства и больше обусловлены функциональным состоянием к моменту обследования. В первую очередь это относится к сердечнососудистой системе, деятельность которой теснейшим образом связана со всеми функциональными звеньями организма, во многом определяя его жизнедеятельность и механизмы адаптации, и поэтому в значительной степени отражает функциональное состояние организма в целом. Видимо, в связи с этим методы исследования кровообращения в клинике и спортивной медицине разработаны наиболее подробно и широко используются при любом обследовании занимающихся. При пробах с субмаксимальными и максимальными нагрузками на основании данных о газообмене и биохимических показателях оцениваются также обмен, аэробная и анаэробная работоспособность.

При выборе метода исследования определенное значение имеет направленность двигательной деятельности занимающегося и его преимущественное влияние на то или иное функциональное звено организма. Например, при тренировке, характеризующейся преимущественным проявлением выносливости, кроме исследования сердечно-сосудистой системы, обязательно определение показателей, отражающих функцию дыхания, кислородный обмен и состояние внутренней среды организма, при сложнотехнических и координационных видах спорта - состояние центральной нервной системы и анализаторов, при скоростно-силовых видах, а также в процессе реабилитации после травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, после заболеваний сердца - показателей кровоснабжения и сократительной способности миокарда и т.д.

Определение до и после нагрузки частоты и ритма сердечных сокращений, артериального давления, снятие ЭКГ обязательны во всех случаях . Получившую в последнее время широкое распространение (особенно при физиологических и спортивно-педагогических исслдованиях) оценку реакции на нагрузку только по пульсовой ее стоимости (например, в классическом варианте степ-теста и пробы PWC-170) нельзя признать достаточной, поскольку одна и та же ЧСС может отражать разное функциональное состояние обследуемого, например хорошее при сопряженных и неблагоприятное при разнонаправленных изменениях ЧСС и артериального давления. Одновременно с подсчетом пульса измерение артериального давления позволяет судить о взаимосвязи разных компонентов реакции, т.е. о регуляции кровообращения, а электрокардиография - о состоянии миокарда, в наибольшей степени страдающего при чрезмерной нагрузке.

Улучшение функционального состояния проявляется экономизацией реакции при стандартных нагрузках умереной интенсивности: кислородный запрос удовлетворяется при меньшем напряжении обеспечивающих систем, главным образом кровообращения и дыхания. При предельных, выполняемых до отказа нагрузках более тренированный организм способен к большей мобилизации функций, что и обусловливает способность выполнить эту нагрузку, т.е. более высокую работоспособность. При этом сдвиги в дыхании, кровообращении, внутренней среде организма могут быть весьма значительными. Однако способность к максимальной мобилизации функций тренированного организма, установленная еще B.C. Фарфелем в 1949 г., благодаря совершенной регуляции используется рационально - лишь тогда, когда предъявленные требования действительно являются максимальными. Во всех остальных случаях действует основной защитный механизм саморегуляции - тенденция к меньшему отклонению от физиологического равновесия при более целесообразной взаимосвязи сдвигов. С улучшением функционального состояния развивается способность к правильному функционированию в широком диапазоне временного изменения гомеостаза: между экономизацией и максимальной мобилизационной готовностью существует диалектическое единство.

Таким образом, при оценке реакции на физическую нагрузку решающим фактором должна быть не величина сдвигов (конечно, при условии, что они находятся в пределах допустимых физиологических колебаний), а их соотношение и соответствие выполненной работе . Совершенствование условно-рефлекторных связей, установление согласованной работы органов и систем, усиление взаимосвязей между разными звеньями функциональной системы (главным образом двигательных и вегетативных функций) при физических нагрузках - важный критерий оценки реакций.

Функциональный резерв организма тем выше, чем меньше при нагрузке степень напряжения регуляторных механизмов, чем выше экономичность и стабильность функционирования эффекторных органов и физиологических систем организма при определенных (заданных) действиях и чем выше уровень функционирования при экстремальных воздействиях.

П.Е. Гуминер и Р.Е. Мотылянекая (1979) различают три варианта регулирования: 1) относительную стабильность функций в большом диапазоне мощности, что отражает хорошее функциональное состояние, высокий уровень функциональных возможностей организма; 2) снижение показателей при повышении мощности работы, что указывает на ухудшение качества регулирования; 3) повышение сдвигов при увеличении мощности, что свидетельствует о мобилизации резервов в затрудненных условиях.

Важнейший и почти абсолютный показатель при оценке адаптации к нагрузке и тренированности - быстрота восстановления . Даже очень большие сдвиги при быстром восстановлении не могут оцениваться отрицательно.

Применяемые при врачебном обследовании функциональные пробы можно условно разделить на простые и сложные. К простым относятся пробы, выполнение которых не требует специальных приспособлений и большой затраты времени, поэтому применение их доступно в любых условиях (приседания, прыжки, бег на месте). Сложные пробы выполняются с помощью специальных приспособлений и аппаратов (велоэргометр, третбан, гребной станок и пр.).

Процесс газообмена, происходящий на участке легкие- кровь (так называемое внешнее дыхание), обеспечивается рядом физиологических механизмов: легочной вентиляцией, диффузией через альвеолярно- капиллярные мембраны, легочным кровотоком, нервной регуляцией и т.д. Эти процессы взаимосвязаны и взаимозависимы.

В норме адаптационные возможности аппарата внешнего дыхания очень велики: при физической нагрузке легочная вентиляция может увеличиваться более чем в 10 раз за счет увеличения глубины и частоты дахания, включения в газообмен дополнительных объемов. Этим обеспечивается поддержание нормального газового состава артериальной крови при физической нагрузке.

Различные нарушения внешнего дыхания приводят к возникновению газовых нарушений крови- артериальной гипоксемии и гперкапнии, возникающих вначале при физических нагрузках, а при прогрессировании заболевания- и в покое. Однако, благодаря включению компенсаторных механизмов у многих больных с выраженными диффузными поражениями легких, со значительной одышкой, далеко не всегда даже при физической нагрузке выявляются гипоксемия и гиперкапния. Поэтому, нарушение газового состава артериальной крови- явный, но не обязательный признак дыхательной недостаточности.

Дыхательной недостаточностью считается такое состояние, при котором нормальный газовый состав артериальной крови или не обеспечивается, или обеспечивается за счет ненормальной работы аппарата внешнего дыхания, приводящей к снижению функциональных возможностей организма.

При прогрессировании дыхательной недостаточности (ДН), при снижении компенсаторных возможностей наступают артериальная гипоксемия и гиперкапния. На этом основано деление ДН на стадии и формы: 1 стадия- вентиляционные нарушения, когда выявляются изменения вентиляции без изменений газового состава артериальной крови; 2 стадия- нарушения газового состава артериальной крови, когда наряду с вентиляционными нарушениями наблюдаются гипоксемия и гиперкапния, нарушения кислотно-щелочного равновесия.

По тяжести ДН принято делить на степени. В нашей стране широко принята классификация А.Г.Дембо, по которой степень ДН определяется по выраженности одышки - это субъективное ощущение неудовлетворенности дыханием, дискомфорта в дыхании.

1. степень- одышка возникает при повышенной физической нагрузке, которую ранее больной переносил хорошо;
2. степень- одышка при обычных для данного больного физических нагрузках;
3. степень- одышка возникает при малых физических нагрузках или в покое.

В патогенезе ДН имеет значение несколько факторов.

1. Неравномерное распределение воздуха в легких. Оно наблюдается при обструктивных процессах (в большей мере) и при ограничительных процессах. Рефлекторное уменьшение кровоснабжения плохо аэрируемых участков и гипервентиляция- компенсаторные механизмы, обеспечивающие на определенном этапе нормальную артериализацию крови.
2. Общая гиповентиляция (снижение напряжения кислорода и увеличение напряжения углекислоты в альвеолярном воздухе). Возникает вследствие влияния экстрапульмональных факторов (угнетение дыхательного центра, снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и т.д.). Общая гиповентиляция наблюдается также при снижении альвеолярной вентиляции, когда увеличение минутной вентиляции неадекватно увеличению мертвого пространства, при несоответствии минутной вентиляции и потребности тканей в кислороде (слишком большая работа дыхания).
3. Нарушение соотношения вентиляция/кровоток (сосудистое “короткое замыкание”). Наблюдается при первичных поражениях сосудов малого круга кровообращения, а также в тех случаях, когда из вентиляции полностью выключаются отдельные участки легких. Для того, чтобы в этом случае не возникла гипоксемия, необходимо полное прекращение кровоснабжения выключенных из аэрации участков. Сосудистое “короткое замыкание” возникает при ателектазах, пневмониях и т.д.
4. Нарушение диффузии. Возникает как вследствие нарушение проницаемости альвеолярно-капиллярных мембран (фиброз, кардиальный застой), так и в результате укорочения времени контакта альвеолярного газа с протекающей кровью. Эти факторы могут взаимно компенсироваться, что имеет место при недостаточности кровообращения (утолщение мембран и замедление кровотока).

Понятие дыхательной недостаточности отражает нарушение аппарата внешнего дыхания. В основном функция аппарата внешнего дыхания определяется состоянием легочной вентиляции, легочного газообмена и газовым составом крови. Имеются 3 группы методов исследования:

1. Методы исследования легочной вентиляции
2. Методы исследования легочного газообмена
3. Методы исследования газового состава крови

I Методы исследования легочной вентиляции

В течение последних 20-30 лет уделяется большое внимание изучению функции легких у больных с легочной патологией. Предложено большое число физиологических проб, позволяющих качественно или количественно определить состояние функции аппарата внешнего дыхания. Благодаря сложившейся системе функциональных исследований имеется возможность выявить наличие и степень ДН при различных патологических состояниях, выяснить механизм нарушения дыхания. Функциональные легочные пробы позволяют определить величину легочных резервов и компенсаторные возможности органов дыхания. Функциональные исследования могут быть использованы для количественного определения изменений, наступающих под влиянием различных лечебных воздействий (хирургические вмешательства, лечебное применение кислорода, бронхорасширяющих средств, антибиотиков и т.д.), а следовательно, и для объективной оценки эффективности этих мероприятий.

Большое место функциональные исследования занимают в практике врачебно-трудовой экспертизы для определения степени потери трудоспособности.

Общие данные о легочных объемах

Грудная клетка, определяющая границы возможного расширения легких, может находиться в четырех основных положениях, которые и определяют основные объемы воздуха в легких.

1. В период спокойного дыхания глубина дыхания определяется объемом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при нормальном вдохе и выдохе называется дыхательным объемом (ДО) (в норме 400-600 мл; т.е. 18% ЖЕЛ).
2. При максимальном вдохе в легкие вводится дополнительный объем воздуха - резервный аобъем вдоха (РОВд), а при максимально возможном выдохе определяется резервный объем выдоха (РОВыд).
3. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)- тот воздух, который человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха.
4. ЖЕЛ= РОВд + ДО + РОВыд
5. После максимального выдоха в дегких остается определенное количество воздуха - остаточный объем легких (ООЛ).
6. Общая емкость легких (ОЕЛ) включает ЖЕЛ и ООЛ т.е. является максимальной емкостью легких.
7. ООЛ + РОВыд = функциональная остаточная емкость (ФОЕ), т.е. это объем, который занимают легкие в конце спокойного выдоха. Именно эта емкость включает в значительной части альвеолярный воздух, слстав которого определяет газообмен с кровью легочных капилляров.

Для правильной оценки фактических показателей, получаемых при обследовании, для сравнения используют должные величины, т.е. теоретически рассчитанные индивидуальные нормы. При расчете должных показателей учитывают пол, рост, вес, возраст. При оценке обычно вычисляют процентное (%) отношение фактически полученной величины к должной

Надо учесть, что объем газа зависит от атмосферного давления, температуры Среды и насыщения водяными парами. Поэтому в измеренные легочные объемы вносят поправку на барометрическое давление, температуру и влажность в момент проведенного исследования. В настоящее время, большинство исследователей считают, что показатели, отражающие объемные величины газа, необходимо приводить к температуре тела (37­ ­­ ­­­ С), при полном насыщении водяными парами. Это состояние называется BTPS (по-русски - ТТНД - температура тела, атмосферное давление, насыщение водяными парами).

­­­ ­­­­ ­­­ При изучении газообмена полученные объемы газа приводят к так называемым стандартным условиям (STPD) т.е. к температуре 0 С, давлению 760 мм рт ст и сухому газу (по-русски - СТДС - стандартная температура, атмосферное давление и сухой газ).

При массовых обследованиях нередко используют усредненный поправочный коэффициент, который для средней полосы РФ в системе STPD принимают равным 0.9, в системе BTPS - 1.1. Для более точных исследований используют специальные таблицы.

Все легочные объемы и емкости имеют определенное физиологическое значение. Объем легких в конце спокойного выдоха определяется соотношением двух противоположно направленных сил - эластической тяги легочной ткани, направленной внутрь (к центру) и стремящейся уменьшить объем, и эластической силы грудной клетки, направленной при спокойном дыхании преимущественно в противоположном направлении - от центра кнаружи. Количество воздуха зависит от многих причин. Прежде всего имеет значение состояние самой легочной ткани, ее эластичность, степень кровенаполнения и др. Однако, существенную роль при этом играет объем грудной клетки, подвижность ребер, состояние дыхательных мышц, в том числе диафрагмы, которая является одной из основных мышц, осуществляющих вдох.

На величины легочных объемов влияют положение тела, степень утомления дыхательных мышц, возбудимость дыхательного центра и состояние нервной системы.

Спирография - это метод оценки легочной вентиляции с графической регистрацией дыхательных движений, выражающий изменения объема легких в координатах времени. Метод сравнительно прост, доступен, малообременителен и высокоинформативен.

Основные расчетные показатели, определяемые по спирограммам

1. Частота и ритм дыхания.

Количество дыханий в норме в покое колеблется в пределах от 10 до 18-20 в минуту. По спирограмме спокойного дыхания при быстром движении бумаги можно определить длительность фазы вдоха и выдоха и их соотношение друг к другу. В норме соотношение вдоха и выдоха равно 1: 1, 1: 1.2; на спирографах и других аппаратах за счет большого сопротивления в период выдоха это отношение может достигать 1: 1.3-1.4. Увеличение продолжительности выдоха нарастает при нарушениях бронхиальной проходимости и может быть использовано при комплексной оценке функции внешнего дыхания. При оценке спирограммы в отдельных случаях имеют значение ритм дыхания и его нарушения. Стойкие аритмии дыхания обычно свидетельствуют о нарушениях функции дыхательного центра.

2. Минутный объем дыхания (МОД).

МОД называется количество вентилируемого воздуха в легких в 1 мин. Эта величина является мерой легочной вентиляции. Оценка ее должна проводиться с обязательным учетом глубины и частоты дыхания, а также в сравнении с минутным объемом О 2 . Хотя МОД не является абсолютным показателем эффективности альвеолярной вентиляции (т.е. показателем эффективности циркуляции между наружным и альвеолярным воздухом), диагностическое значение этой величины подчеркивается рядом исследователей (А.Г.Дембо, Комро и др.).

МОД = ДО х ЧД, где ЧД - частота дыхательных движений в 1 мин

ДО - дыхательный объем

МОД под воздействием различных влияний может увеличиваться или уменьшаться. Увеличение МОД обычно появляется при ДН. Его величина зависит также от ухудшения использования вентилируемого воздуха, от затруднений нормальной вентиляции, от нарушения процессов диффузии газов (их прохождение через мемраны в легочной ткани) и др. Увеличение МОД наблюдается при повышении обменных процессов (тиреотоксикоз), при некоторых поражениях ЦНС. Уменьшение МОД отмечается у тяжелых больных при резко выраженной легочной или сердечной недостаточности, при угнетении дыхательного центра.

3. Минутное поглощение кислорода (МПО 2).

Строго говоря, это показательгазообмена, но его измерение и оценка тесно связаны с исследованием МОД. По специальным методикам производят расчет МПО 2 . Исходя из этого, вычисляют коэффициент использования кислорода (КИО 2) - это количество миллилитров кислорода, поглощаемого из 1 литра вентилируемого воздуха.

КИО 2 = ­­МПО 2 в мл

В норме КИО 2 в среднем составляет 40 мл (от 30 до 50 мл). Уменьшение КИО 2 менее 30 мл указывает на снижение эффективности вентиляции. Однако надо помнить, что при тяжелых степенях недостаточности функции внешнего дыхания МОД начинает уменьшаться, т.к. компенсаторные возможности начинают истощаться, а газообмен в покое продолжает обеспечиваться за счет включения добавочных механизмов кровообращения (полицитемия) и др. Поэтому оценку показателей КИО 2 , так же как и МОД, надо обязательно сопоставить с клиническим течением основного заболевания.

4. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

ЖЕЛ- объем газа, который можно выдохнуть при максимальном усилии после максимально глубокого вдоха. На величину ЖЕЛ оказывает влияние положение тела, поэтому в настоящее время общепринятым является определение этого показателя в положении больного сидя.

Исследование должно проводиться в условиях покоя, т.е. через 1.5 -2 часа после необильного приема пищи и через 10-20 мин отдыха. Для определения ЖЕЛ используются различные варианты водяных и сухих спирометров, газовые счетчики и спирографы.

При записи на спирографе ЖЕЛ определяется количеством воздуха с момента наиболее глубокого вдоха до конца самого сильного выдоха. Пробу повторяют трижды с промежутками для отдыха, в расчет берут наибольшую величину.

ЖЕЛ, помимо обычной методики, можно записывать двухмоментно, т.е. после спокойного выдоха обследуемому предлагают сделать максимально глубокий вдох и возвратиться к уровню спокойного дыхания, а затем, насколько возможно, сильно выдохнуть.

Для правильной оценки фактически полученной ЖЕЛ используют расчет должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ). Наибольшее распространение получил расчет по формуле Антони:

ДЖЕЛ = ДОО х 2.6 для мужчин

ДЖЕЛ = ДОО х 2.4 для женщин, где ДОО - должный основной обмен, определяется по специальным таблицам.

При использовании данной формулы нужно помнить, что величины ДОО определяются в условиях STPD.

Получила признание формула, предложенная Боулдин и др.:

27.63 - (0.112 х возраст в годах) х рост в см (для мужчин)

21.78 - (0.101 х возраст в годах) х рост в см (для женщин)

Всероссийский научно-исследовательский институт пульмонологии предлагает ДЖЕЛ в литрах в системе BTPS рассчитывать по следующим формулам:

0.052 х рост в см - 0.029 х возраст - 3.2 (для мужчин)

0.049 х рост в см - 0.019 х возраст - 3.9 (для женщин)

При расчете ДЖЕЛ нашли свое применение номограммы и расчетные таблицы.

Оценка полученных данных:

1. Данные, отклоняющиеся от должной величины более чем на 12% у мужчин и - 15% у женщин, следует считать сниженными: в норме такие величины имеют место лишь у 10% практически здоровых лиц. Не имея право считать такие показатели заведомо патологическими, надо оценивать функциональное состояние дыхательного аппарата как сниженное.

2. Данные отклоняющиеся от должных величин на 25% у мужчин и на 30% у женщин следует рассматривать как очень низкие и считать явным признаком выраженного снижения функции, ибо в норме такие отклонения имеют место лишь у 2% населения.

К снижению ЖЕЛ приводят патологические состояния, препятствующие максимальному расправления легких (плеврит, пневмоторакс и т.д.), изменения самой ткани легкого (пневмония, абсцесс легкого, туберкулезный процесс) и причины, не связанные с легочной патологией (ограничение подвижности диафрагмы, асцит и др.). Вышеуказанные процессы являются изменениями функции внешнего дыхания по рестриктивному типу. Степень данных нарушений можно выразить формулой:

ЖЕЛ ­ х 100 %

100 - 120 % - нормальные показатели

100- 70 % - рестриктивные нарушения умеренной выраженности

70- 50 % - рестриктивные нарушения значительной выраженности

менее 50 % - резко выраженные нарушения обструктивного типа

Помимо механических факторов, определяющих снижение снижение ЖЕЛ, определенное значение имеет функциональное состояние нервной системы, общее состояние больного. Выраженное снижение ЖЕЛ наблюдается при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и обусловлено в значительной мере застоем в малом круге кровообращения.

5. Фосированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)

Для определения ФЖЕЛ используются спирографы с большими скоростями протяжки (от 10 до 50-60 мм/с). Предварительно проводят исследование и запись ЖЕЛ. После кратковременного отдыха испытуемый делает максимально глубокий вдох, на несколько секунд задерживает дыхание и с предельной быстротой производит максимальный выдох (форсированный выдох).

Существуют различные способы оценки ФЖЕЛ. Однако наибольшее признание у нас получило определение односекундной, двух- и трехсекундной емкости, т.е. расчет объема воздуха за 1, 2, 3 секунды. Чаще используется односекундная проба.

В норме длительность выдоха составляет у здоровых людей от 2.5 до 4 сек., несколько затягивается лишь у пожилых людей.

По данным ряда исследователей (Б.С.Агов, Г.П.Хлопова и др.) ценные данные дает не только анализ количественных показателей, но и качественная характеристика спирограммы. Различные участки кривой форсированного выдоха имеют различное диагностическое значение. Начальная часть кривой характеризует сопротивление крупных бронхов, на долю которых приходится 80% общего бронхиального сопротивления. Конечная часть кривой, которая отражает состояние мелких бронхов, не имеет, к сожалению, точного количественного выражения из-за плохой воспризводимости, но относится к важным описательным признакам спирограммы. В последние годы разработаны и внедрены в практику приборы “ пик-флуориметры”, позволяющие точнее характеризовать состояние дистального отдела бронхиального дерева. отличаясь небольшими размерами они позволяют выполнять мониторирование степени бронхообструкции больными бронхиальной астомой, своевременно использовать лекарственные препараты, до появления субъективных симптомов брохоспазма.

Здоровый человек выдыхает за 1 сек. примерно 83% своей жизненной емкости легких, за 2 сек.- 94%, за 3 сек.- 97%. Выдыхание за первую секунду менее 70% всегда указывает на патологию.

Признаки дыхательной недостаточности обструктивного типа:

до 70% - норма

65-50% - умеренная

50-40% - значительная

менее 40% - резкая

6. Максимальная вентиляция легких (МВЛ).

В литературе этот показатель встречается под различными названиями: предел дыхания (Ю.Н.Штейнград, Книппинт и др.), предел вентиляции (М.И.Аничков, Л.М.Тушинская и др.).

В практической работе чаще используется определение МВЛ по спирограмме. Наибольшее распространение получил метод определения МВЛ путем произвольного форсированного (глубокого) дыхания с максимально доступной частотой. При спирографическом исследовании запись начинают со спокойного дыхания (до установления уровня). Затем испытуемому предлагают в течение 10-15 сек дышать в аппарат с максимальной возможной быстротой и глубиной.

Величина МВЛ у здоровых зависит от роста, возраста и пола. На нее оказывают влияние род занятий, тренированность и общее состояние испытуемого. МВЛ в значительной степени зависит от волевого усилия испытуемого. Поэтому в целях стандартизации некоторые исследователи рекомендуют выполнять МВЛ с глубиной дыхания от 1/3 до 1/2 ЖЕЛ с частотой дыхания не менее 30 в мин.

Средние цифры МВЛ у здоровых составляют 80-120 литров в минуту (т.е. это то наибольшее количество воздуха, которое может быть провентилировано через легкие при максимально глубоком и предельно частом дыхании в одну минуту). МВЛ изменяется как при обсируктивных процессах так и при рестрикции, степень нарушения можно рассчитать по формуле:

МВЛ х 100 % 120-80 % - нормальные показатели

ДМВЛ 80-50% - умеренные нарушения

50-35% - значительные

менее 35% - резко выраженные нарушения

Предложены различные формулы определения должной МВЛ (ДМВЛ). Наибольшее распространение получило определение ДМВЛ, в основе которого положена формула Пибоды, но с увеличением предложенной им 1/3 ДЖЕЛ до 1/2 ДЖЕЛ (А.Г.Дембо).

Таким образом, ДМВЛ = 1/2 ДЖЕЛ х 35, где 35 - частота дыхания в 1 мин.

ДМВЛ может быть расчитана исходя из площади поверхности тела (S) с учетом возраста (Ю.И.Мухарлямов, А.И.Агранович).

Для расчета ДМВЛ удовлетворительной является формула Гаубаца:

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 22 для лиц до 45 лет

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 17 для лиц старше 45 лет

7. Остаточный объем (ООЛ) и функциональная остаточная емкость легких (ФОЕ).

ООЛ - это единственный показатель, который не может быть исследовани методом прямой спирографии; для его определения используются добавочные специальные газоаналитические приборы (ПООЛ -1, азотограф). Используя этот метод получают величину ФОЕ, а используя ЖЕЛ и РОВыд., рассчитывают ООЛ, ОЕЛ и ООЛ/ОЕЛ.

ООЛ = ФОЕ - РОВыд

ДОЕЛ = ДЖЕЛ х 1.32, где ДОЕЛ - должная общая емкость легких.

Значение ФОЕ и ООЛ очень велико. При увеличении ООЛ нарушается равномерное смешивание вдыхаемого воздуха, уменьшается эффективность вентиляции. ООЛ увеличивается при эмфиземе легких, бронхиальной астме.

ФОЕ и ООЛ уменьшаются при пневмосклерозе, плеврите, пневмонии.

Границы нормы и градации отклонения от нормы показателей дыхания

Выделяют три основных типа вентиляционных нарушений: обструктивные, рестриктивные и смешанные.

Обструктивные вентиляционные нарушения возникают вследствие:

1. сужения просвета мелких бронхов, особенно бронхиол за счет спазма (бронхиальная астма; астматический бронхит);
2. сужения просвета за счет утолщения стенок бронхов (воспалительный, аллергический, бактериальный отек, отек при гиперемии, сердечной недостаточности);
3. наличия на покрове бронхов вязкой слизи при увеличении ее секреции бокаловидными клетками бронхиального эпителия, или слизисто-гнойной мокроты
4. сужения вследствие рубцовой деформации бронха;
5. развития эндобронхиальной опухоли (злокачественной, доброкачественной);
6. сдавления бронхов извне;
7. наличия бронхиолитов.

Рестриктивные вентиляционные нарушения имеют следующий причины:

1. 1фиброз легких (интерстициальный фиброз, склеродермия, бериллиоз, пневмокониозы и т.д.);
2. большие плевральные и плевродиафрагмальные сращения;
3. экссудативный плеврит, гидроторакс;
4. пневмоторакс;
5. обширные воспаления альвеол;
6. большие опухоли паренхимы легкого;
7. хирургическое удаление части легкого.

Клинические и функциональные признаки обструкции:

1. Ранняя жалоба на одышку при ранее допустимой нагрузке или во время “прстуды”.
2. Кашель, чаще со скудным отделением мокроты, вызывающий после себя на некоторое время ощущение тяжелого дыхания (вместо облегчения дыхания после обычного кашля с отделением мокроты).
3. Перкуторный звук не изменен или вначале приобретает тимпанический оттенок над задне-боковыми отделами легких (повышение воздушности легких).
4. Аускультация: сухие свистящие хрипы. Последние, по Б.Е.Вотчалу, следует активно выявлять при форсированном выдохе. Аускультация хрипов при форсированном выдохе ценна в плане суждения о распространении нарушения бронхиальной проходимости по легочным полям. Дыхательные шумы изменяются в следующей полседовательности: везикулярное дыхание - жесткое везикулярное - жесткое неопределенное (заглушает хрипы) - ослабленное жесткое дыхание.
5. Более поздними признаками являются удлинение фазы выдоха, участие в дыхании вспомогательной мускулатуры; втяжение межреберных промежутков, опущение нижней границы легких, ограничение подвижности нижнего края легких, появление коробочного перкуторного звука и расширение зоны его распространения.
6. Снижение форсированных легочных проб (индекса Тиффно и максимальной вентиляции).

В терапии обструктивной недостаточности ведущее место занимают препараты бронходилатирующего ряда.

Клинические и функциональные признаки рестрикции.

1. Одышка при физической нагрузке.
2. Учащенное неглубокое дыхание (короткое - быстрый вдох и быстрый выдох, называемый феноменом “ захлапывающейся двери”).
3. Экскурсия грудной клетки ограничена.
4. Перкуторный звук укороченный с тимпаническим оттенком.
5. Нижняя граница легких стоит выше обычного.
6. Подвижность нижнего края легких ограничена.
7. Дыхание ослабленное везикулярное, хрипы трескучие или влажные.
8. Уменьшение жизненной емкости легких (ЖЕЛ), общей емкости легких (ОЕЛ), снижение дыхательного объема (ДО) и эффективной альвеолярной вентиляции.
9. Часто имеются нарушения равномерности распределения вентиляционно-перфузионных соотношений в легких и диффузные нарушения.

Раздельная спирография

Раздельная спирография или бронхоспирография позволяет определить функцию каждого легкого, а следовательно, резервные и компенсаторные возможности каждого из них.

С помощью двухпросветной трубки, вводимой в трахею и бронхи, и снабженной раздувными манжетами для обтурации просвета между трубкой и слизистой бронха, имеется возможность получить воздух из каждого легкого и записать с помощью спирографа кривые дыхания правого и левого легкого раздельно.

Проведение раздельной спирографии показано для определения функциональных показателей у больных, подлежащих хирургическим вмешательствам на легких.

Несомненно, что более четкое представление о нарушении бронхиальной проходимости дает запись кривых скорости воздушного потока при форсированном выдохе (пик-флуориметрия).

Пневмотахометрия- является методом определения скорости движения и мощности струи воздуха при форсированном вдохе и выдохе с помощью пневмотахометра. Испытуемый после отдыха, сидя, делает максимально быстро глубокий выдох в трубку (при этом нос отключен при помощи носового зажима). Данный метод, главным образом, используется для подбора и оценки эффективности действия бронходилататоров.

Средние величины для мужчин - 4.0-7.0 л/л

для женщин - 3.0-5.0 л/с

При пробах с введением бронхоспазмолитических средств можно отдифференцировать ьронхоспазм от органических поражений бронхов. Мощность выдоха уменьшается не только при бронхоспазме, но также, хотя и в меньшей степени, у больных со слабостью дыхательной мускулатуры и с резкой ригидностью грудной клетки.

Общая плетизмография (ОПГ) - это метод прямого измерения величины бронхиального сопротивления R при спокойном дыхании. Метод основан на синхронном измерении скорости воздушного потока (пневмотахограммы) и колебаний давления в герметичной кабине, куда помещается больной. Давление в кабине изменяется синхронно колебаниям альвеолярного давления, о котором судят по коэффициенту пропорциональности между объемом кабины и объемом газа в легких. Плетизмографически лучше выявляются небольшие степени сужения бронхиального дерева.

Оксигемометрия - это бнскровное определение степени насыщения кислородом артериальной крови. Эти показания оксигемометра можно зарегистрировать на движущейся бумаге в виде кривой - оксигемограммы. В основе действия оксигемометра лежит принцип фотометрического определения спектральных особенностей гемоглобина. Большинство оксигемометров и оксигемографов не определяют абсолютной величины насыщения артериальной крови кислородом, а дают возможность только следить за изменениями насыщения крови кислородом. В практических целях оксигемометрия применяется для функциональной диагностики и оценки эффективности лечения. В целях диагностики оксигемометрия применяется для оценки состояния функции внешнего дыхания и кровообращения. Так, степень гипоксемии определяется с помощью различных функциональных проб. К ним относятся - переключение дыхания больного с воздуха на дыхание чистым кислородом и, наоборот, проба с задержкой дыхания на вдохе и на выдохе, проба с физической дозированной нагрузкой и др.