Функциональные возможности дыхательной системы спортсменов, постоянно проживающих в условиях Севера

Введение. Общепризнанно, что двигательная активность является мощным фактором укрепления здоровья, профилактики заболеваний, повышения уровня функционального состояния, а также позволяет эффективно приспосабливаться к современным условиям окружающей среды [4]. Под влиянием физических нагрузок в организме спортсмена развивается структурно-функциональный комплекс изменений. Большую роль в этом процессе играет дыхательная система, оптимизация функционирования которой является необходимым условием достижения спортсменами высоких результатов [2, 3].

Особый интерес вызывает проблема адаптации организма человека к физическим нагрузкам в специфичных климатических условиях Севера Российской Федерации, так как на организм спортсмена помимо высоких физических нагрузок действует целый комплекс негативных внешних факторов.

Материал и методы исследования. Исследование проводилось в 2013–2015 гг. на кафедре медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности (МБДиБЖ) Сургутского государственного педагогического университета (СурГПУ). Измерения функциональных показателей дыхательной системы проводились у студентов 1–3 курсов.

В исследование были включены студенты 1 и 2 группы здоровья. Исключения составили студенты, имеющие заболевания системы дыхания и систем, которые влияют на функцию внешнего дыхания хронического характера.

Из общего числа обследованных (n = 75) выделены 2 экспериментальные группы спортсменов циклических (n = 25) и ациклических видов спорта (n = 25), и 1 контрольная группа – лица, спортом не занимающиеся (n = 25). Все спортсмены имели квалификацию не ниже 1 спортивного разряда и систематически занимались спортом не менее 6 дней в неделю по 1,5–2 часа в день. Средний возраст первой группы составил 19,32 ± 0,23 лет; второй – 18,92 ± 0,18 лет; третей – 18,88 ± 0,19 лет.

Информацию о функциональном состоянии дыхательной системы получили с помощью аппаратно-программного комплекса «Спиро-Спектр» (Россия, г. Иваново) в условиях темпе- ратурного комфорта, в первой половине дня, после 20-минутного отдыха, в исходном положении сидя, при этом положение грудной клетки вертикально.

Перед проведением измерений испытуемым был предложен подробный инструктаж о выполнении дыхательных маневров, при необходимости осуществлялась демонстрация процедуры исследования.

С помощью теста Шапиро-Уилка осуществлялась проверка измеренных переменных на нормальность распределения. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием t-критерия Стьюдента в статистических программах «BIOSTAT» и программного обеспечения Microsoft Excel 2007.

Результаты исследование и обсуждение. Как известно, жизненная емкость легких (ЖЕЛ) является важным функциональным показателем возможностей внешнего дыхания и отражает максимальную возможность глубины дыхания [5]. Анализ полученных данных показал, что ЖЕЛ во всех группах обследованных студентов была несколько выше нормы. Такое превышение в контрольной группе составило 7,10 %, в группе спортсменов ациклических видов спорта – 14,00 %, циклических видов – 17,20 %. Кроме того, выявлено, что у представителей циклических видов спорта среднее значение ЖЕЛ было достоверно (р = 0,041) выше, чем у студентов не занимающихся спортом (табл. 1).

Резервными объемами вдоха (РОвд) и выдоха (РОвыд) принято считать максимальные объемы, которые человек может дополнительно вдохнуть и выдохнуть после спокойного вдоха или выдоха соответственно [7]. В наших исследованиях достоверно значимых различий в изучаемых группах выявлено не было. Однако средние значения РОвд и РОвыд у спортсменов циклических видов спорта были чуть выше, чем у спортсменов, занимающихся ациклическими видами спорта и лиц контрольной группы. Поскольку РОвд определяет способность респираторной системы увеличивать количество вентилируемого воздуха [1], то можно говорить о том, что у спортсменов циклических видов спорта имеется большая возможность для повышения вентиляции лёгких за счет увеличения данных объемов как в состоянии покоя, так и при выполнении физической нагрузки [1].

Таблица 1

Показатели спокойного дыхания студентов с разным уровнем двигательной активности (M ± m)

Показатель	Циклические виды спорта (n = 25)	Ациклические виды спорта (n = 25)	Контрольная группа (n = 25)	Достоверность различий (p)
ЖЕЛ, л	6,34±0,19	6,24±0,22	5,91±0,24	–
ЖЕЛ, %	117,20±2,93	114,00±3,24	107,10±3,81	p 1-3 = 0,041
РОвд, л	3,17±0,16	3,11±0,16	2,84±0,15	–
РОвыд, л	2,13±0,15	2,01±0,17	2,04±0,14	–
ДО, л	1,02±0,09	1,04±0,08	1,04±0,08	–
ЧД, в мин	15,28±0,84	18,94±1,01	19,53±1,05	p 1-2 = 0,011 p 1-3 = 0,003
SpO 2 , %	97,68±0,25	96,68±0,38	96,28±0,28	p 1-2 = 0,032 p 1-3 = 0,027

Примечание: здесь и дальше по тексту 1 – циклические виды спорта, 2 – ациклические виды спорта, 3 – контрольная группа.

Величина объема дыхания является важным показателем функции системы внешнего дыхания, который влияет на объем альвеолярного мертвого пространства [6, 8]. Достоверно значимых различий по данному показателю выявлено не было. Стоит отметить, что средние значения дыхательного объема (ДО) во всех обследованных группах превышали норму (300–500 мл) почти в 2 раза, что является отражением процесса увеличения количества функционирующих альвеол [6].

Изучение показателя частоты дыхания (ЧД) выявило значимые различия в обследованных группах. Так, в группе циклических видов спорта среднее значение данного показателя было меньше на 3,66 движения, чем в группе ациклических видов спорта (р = 0,011) и на 4,25 движения – чем в контрольной группе (р = 0,003).

Содержание кислорода в артериальной крови, изучаемое нами по показателю SpO 2 во всех изучаемых группах соответствовало норме. Нормальная величина SpO 2 у людей молодого и среднего возраста находится в диапазоне 96–98 % [10]. Однако у представителей циклических видов спорта данный показатель достоверно выше, чем у не занимающихся спортом лиц (р = 0,027) и спортсменов ациклического вида спорта (р = 0,032).

Наибольшие значения по всем показателям зафиксированы у представителей циклического спорта. Установлено, что ИТ во всех исследуемых группах соответствовал норме, однако у представителей контрольной группы этот показатель был достоверно выше, по сравнению с таковыми у спортсменов циклических и ациклических видов спорта (р = 0,013 и р = 0,031 соответственно), что может говорить о том, что высокие физические нагрузки в условиях Севера могут быть причиной обструктивных нарушений легких.

Таблица 2

Показатели форсированного выдоха студентов с разным уровнем двигательной активности (M ± m)

Показатель	Циклические виды спорта (n = 25)	Ациклические виды спорта (n = 25)	Контрольная группа (n = 25)	Достоверность различий (p)
ФЖЕЛ, л	5,72±0,21	5,53±0,23	5,47±0,18	–
ФЖЕЛ, %	110,40±4,14	106,20±4,15	104,00±3,29	–
ОФВ 1, л	5,25±0,18	5,08±0,17	5,24±0,18	–
ОФВ 1 , %	119,50±4,13	115,60±4,12	118,00±3,65	–
ИТ, %	83,54±1,98	83,20±2,74	90,42±1,77	p 1-3 = 0,013 p 2-3 = 0,031
ИТ, % от должного	101,50±2,31	100,40±3,31	109,30±2,14	p 1-3 = 0,017 p 2-3 = 0,029

Немаловажное значение при оценивании вентиляционной функции легких имеет вопрос о резервах системы дыхания, которые можно оценить по показателю максимальной вентиляции легких (МВЛ) [9].

Как видно из таблицы 3, наибольшие значения МВЛ зафиксированы у представителей циклических видов спорта. При этом именно у этой группы средние значения данного показателя соответствовали норме (98,84 ± 3,79 % от должного уровня), в то время как у спортсменов ациклических видов спорта и лиц контрольной группы среднее значение МВЛ было несколько ниже нормы (84,76 ± 4,22 % и 87,20 ± 5,17 % соответственно). Кроме того, выявлены достоверно (р = 0,017) значимые различия при сравнении циклических видов спорта и студентов, не занимающихся спортом.

Также стоит отметить, что ЧД при МВЛ у спортсменов циклических видов спорта имела достоверно высокие значения (р = 0,029) по сравнению с таковыми у лиц контрольной группы.

Показатели МВЛ студентов с разным уровнем двигательной активности (M ± m)

Таблица 3

Показатель	Циклические виды спорта (n = 25)	Ациклические виды спорта (n = 25)	Контрольная группа (n = 25)	Достоверность различий (p)
МВЛ, л	188,10±8,05	163,30±8,64	169,00±10,40	p 1-2 = 0,041
МВЛ, %	98,84±3,79	84,76±4,22	87,20±5,17	p 1-2 = 0,017
ЧД, в мин.	54,83±3,87	47,35±3,71	44,89±2,12	p 1-3 = 0,029

Таким образом, у спортсменов циклических видов спорта более низкие значения дыхательного объема и частоты дыхательных движений являются отражением экономизации функций системы внешнего дыхания. Высокие показатели максимальной вентиляции легких у спортсменов циклических видов спорта свидетельствуют о повышенных предельных возможностях системы внешнего дыхания. Однако снижение значений индекса Тиффно у спортсменов, особенно у представителей циклических видов спорта, говорят о том, что высокие физические нагрузки в условиях севера могут быть причиной снижения воздушной проходимости в средних и мелких бронхиолах и повышать риск развития обструктивных нарушений.