Волевое управление дыханием при снижении функциональных резервов внешнего дыхания и интенсивных физических тренировках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волевое управление дыханием при снижении функциональных резервов внешнего дыхания и интенсивных физических тренировках

Целью исследования, предпринятого под руководством профессора Клапчука В.В., было клинико-физиологическое обоснование и усовершенствование методик ВУД для повышения функциональных резервов внешнего дыхания и физической работоспособности в практике физического воспитания студентов высших учебных заведений [8].

Материалы и методы исследований

Обследовано 282 студента (мужчин) 1-3 курсов Крымского государственного медицинского университета в возрасте от 16 до 25 лет. По результатам первичного медицинского обследования в объеме врачебно-контрольной карты физкультурника (форма 061-У), все они были разделены на основную (150 человек), подготовительную (49 человек) и специальную (83 человека) медицинские группы. По программе физического воспитания в академическом (основном) учебном отделении занимались 87 студентов, в специальном - 83 студента. В отделениях спортивного совершенствования (легкая атлетика, плавание, тяжелая атлетика) было 112 студентов.

Для углубленного обследования были использованы следующие физиологические методы исследования и функциональные пробы.

Общую физическую работоспособность изучали методом велоэргометрии (велоэргометр ВЕ-02). Использовали ступенчатые нагрузки с интервалами отдыха (Аулик И.В., 1990). Нагрузку начинали с 50 Вт, прекращали при появлении пороговых признаков. Работоспособность оценивали по величине максимального объема выполненной работы. Также использовали субмаксимальный тест PWC₁₇₀. Максимальное потребление кислорода определяли прямым методом Дугласа-Холдена. в режиме максимальной мощности.

Для оценки функционального состояния дыхательной системы проводили пневмнотонометрию (ПТНМ) на выдохе (мм рт ст), пневмотахометрию (ПТХМ) на вдохе и на выдохе (л / сек), спирографию. Использовали ртутный пневмотонометр, пневмотахометр и компьютерный спирограф «Спиро-тест РС» (Россия).

Показатели кислотно-основного состояния определяли на микроанализаторе ОР-210/3 (Radelkis). В протокол обследований записывали рН крови, избыток нелетучих органических кислот, отражающий содержание молочной кислоты, а также рСО₂ (парциальное давление углекислого газа).

В исследованиях также использовали психофизиологические методы (Бочериков Н.Е. 1988). Для количественной характеристики самооценки психоэмоционального состояния (СПС) студентов применяли методику «Транс». Психомоторную способность изучали с помощью теппинг-теста (ТТ). Для определения устойчивости внимания (УВ) и уровня сенсомоторных реакций применяли таблицы Шульте. Оценивали кратковременную наглядно-образную память (КОП).

С целью определения возможностей повышения функциональных резервов внешнего дыхания (ФРВД) с помощью волевого управления дыханием (ВУД) студенты были разделены на контрольную и экспериментальную группы с учетом их медицинской (врачебно-физкультурной) группы. В контрольной группе (65 человек) занятия проводились по общепринятой программе физического воспитания для медвузов (Киев: МЗ Украины, Центр. методкаб. высш. мед. образования., 1992), а в экспериментальных (105 чел.) - с применением в процессе физического воспитания разработанных нами методик ВУД. Первая методика предусматривала ВУД по заданному алгоритму: 5 с - вдох, 3 с - пауза, 5 с - выдох, 3 с - пауза в течение 7-10 мин сидя в удобной позе и во время ходьбы в среднем темпе, используя при этом диафрагмальный тип дыхания (патент 52470 (UA) №2002127063). Вторая методика включала дозированное плавание в бассейне при температуре воды 26-28⁰С с ВУД под счет гребков при плавании стилем брасс с выдохом в воду в медленном, среднем и быстром темпах интервальным и непрерывным методами. При этом интенсивность и продолжительность нагрузки зависили от медицинской группы занимавшихся.

Результаты клинико-физиологических, психофизиологических, лабораторных и инструментальных методов исследования подвергали математическому анализу с использованием методов вариационной статистики. Достоверность различий определяли по критерию Стьюдента (t). Различия считали достоверными при р<0,05. Проводили корреляционный анализ с вычислением коэффициента ранговой корреляции. Коэффициент корреляции 0,30-0,70 указывал на среднюю степень тесноты связи, 0,71-0,90 высокую степень тесноты связи.

Все полученные в ходе проведения работы данные обработаны на персональном компьютере с процессором Intel Celeron - 633 с программным обеспечением Microsoft Office.

Результаты собственных исследований

На первом этапе исследования выполнялось клинико-физиологическое обоснование применения ВУД. Изучалось состояние показателей внешнего дыхания у студентов специальной медицинской группы, больных хроническим бронхитом в стадии ремиссии со скрытой формой дыхательной недостаточности и с гипервентиляционным синдромом, по сравнению со студентами основной медицинской группы. Были получены следующие результаты (табл. 1).

Таблица 1Спирографические показатели, отражающие функциональное состояние больных и здоровых лиц (М±m)

* - Р<0,05, ** - Р<0,01, *** - Р<0,001 достоверность различий при сопоставлении групп А и В.

Из табл. 1 видно, что у студентов специальной медицинской группы с хроническим бронхитом в стадии ремиссии со скрытой формой дыхательной недостаточности имеется достоверное увеличение минутного объема дыхания (МОД) до 16,2 ± 0,4 л / мин (р <0,001) и дыхательного объёма до 810 ± 30 мл (р <0,001), уменьшение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) до 2600 ± 120 мл (р <0,001), жизненного индекса (ЖИ) до 34,1 ± 1,4 мл / кг (р <0,001), резервного объема выдоха (РО выд) до 580 ± 5,0 мл (р <0,001), показателей пневмотахометричного выдоха до 2,9 ± 0,3 л / мин (р <0,001), уровня дыхания (УД) до 0,4 отн. от (р <0,05) при сравнении со студентами основной медицинской группы.

Рис.1. Спирограмма:

а - в состоянии покоя у студентов основной медицинской группы;

б - в состоянии скрытой дыхательной недостаточности у студентов специальной медичинской группы;

в - в состоянии мертвой точки у студентов основной медицинской группы.

На рис.1 показано, что спирографические объемы, составляющих ЖЕЛ у различных категорий обследованных лиц, меняли свои параметры, смещаясь вверх или вниз в зависимости от того места, которое занимает ДО на спирограмме. При условии, что ДО занимает средний уровень, то и устойчивое положение составляющих ЖЕЛ принято считать средним. Если же ДО, разделяет составляющие ЖЕЛ на две части, смещается вверх, то такое положение считается верхним. И, наоборот, при смещении ДО вниз - положение становится нижним. Как видно из представленных данных, именно ДО во всех случаях играет главную роль в разделении спирометрический параметров, составляющих ЖЕЛ на две части - это РОвд и РОвыд. При среднем положении резервные объемы вдоха и выдоха почти равны между собой, как это видно на рис. 1 «а». У здоровых нетренированных лиц, студентов основной медицинской группы, в состоянии покоя уровень дыхания равен 0,96-0,8 отн. ед.

Далее на этом же рисунке под индексом «б» представлена ??спирограмма больного хроническим бронхитом со скрытой дыхательной недостаточностью в покое. Отличительная особенность представленной спирограммы от предыдущей заключается в том, что К, который разделяет ЖЕЛ на две части, смещается вниз. Резервный объем выдоха снижен и представляет собой лишь небольшую часть ЖЕЛ. В состоянии скрытой дыхательной недостаточности уровень дыхания снижается, не превышая значений 0,4 отн. ед..

Между тем, у здоровых нетренированных студентов основной медицинской группы, под влиянием физической работы с нарастающей мощностью были обнаружены реакции, характеризующиеся снижением ФРВД. Под влиянием интенсивной тестирующей нагрузки у них было обнаружено состояние дыхательной мертвой точки. При этом отмечалось перераспределение параметров, которые составляют ЖЕЛ, что отражено на рис. 1 с индексом "в". Положение К в таком случае смещается вверх, РОвд снижается при нагрузке до предельно допустимого значения, что наглядно также отражено в табл.1. Сразу после начала работы отмечалось снижение величины РОвд. При этом происходит прогрессирующее снижение исследуемого показателя. В нашем исследовании резервный объем вдоха снижался более чем в 4 раза до 350 ± 50 мл (Р <0,001), что приводило к затруднению дыхания. Обследованные на последней ступени велоэргометрического тестирования испытывали недостаток воздуха при вдохе и невозможность усиления дыхания, при этом ЖЕЛ уменьшилась до 3820 ± 170 мл (р <0,001).

Таблица 2Динамика спирографических показателей в условиях тестирующей работы ступенчатоповышающейся мощности в диапазоне от исходных данных до уровня МПК у студентов основной медицинской группы (М±m)

* - Р<0,05, ** - Р<0,01, *** - Р<0,05 достоверность различий при сопоставлении с показателями до начала тестирующей работы.

Резервный объем вдоха прочно связан с уровнем дыхания, отражая надежную функциональную зависимость. УД в состоянии дыхательной мертвой точки увеличивается в 3 раза по сравнению с исходным уровнем и достигает 2,8 ± 0,4 (р <0,001) при нагрузке в 250 Вт. Даже небольшие по величине нагрузки приводят к повышению уровня дыхания. Особенно резко уровень дыхания начинает расти в диапазоне нагрузки от 150 Вт до 250 Вт. При этом исследуемый показатель достаточно быстро растет, принимая значение 1,60; 2,30; 4,40 отн. ед.

При работе со ступенчатоповышающейся мощностью, было выявлено снижение функциональных резервов рСО₂ в организме в состоянии дыхательной мертвой точки. Представленный рис.2 раскрывает сущность механизма развития гипервентиляции, которая возникает при интенсивной физической работе динамического характера. Стойкая двигательная гипервентиляция проявляет себя в качестве компенсаторной реакции, направленной своим влиянием на обеспечение высокого уровня легочной вентиляции. В механизме развития гипервентиляции особый интерес вызывает динамика нарастания ЧД. Именно частотный компонент дыхания отражает феномен развития гипервентиляции. Частота дыхания нарастает настолько быстро и очень выражено, что нарушает линейный процесс прироста ЧД на последних участках проделанной работы. Частота дыхания увеличивалась по сравнению с исходными данными более чем в 4 раза и вызвала падение напряжения метаболического СО₂ до 24,4 ± 1,4 (р <0,001) мм рт. ст. (рис.2).

Гипокапния, вызванная гипервентиляцией, возникает одновременно с развитием дыхательной мертвой точки и оказывается лимитирующим фактором в механизме повышения физической работоспособности.

Из изученных видов спорта, которыми занимались здоровые тренированные студенты - легкая атлетика (бегуны-спринтеры и стайеры), тяжелая атлетика и плавание - преимущества в развитии функций внешнего дыхания, а, следовательно, - и эффективного воздействия волевого управления дыханием, имеет плавание. У пловцов установлена достоверная взаимосвязь общей физической работоспособности и жизненной емкости легких (r = 0,896; р <0.001), а также экспираторной пневмотонометрии (r = 0,448; р <0.001). Предложенные уравнения регрессии позволяют определять с учетом жизненной емкости легких показатель PWC₁₇₀ и МПК для прогнозирования их нарастания под влиянием тренировочного процесса.

На следующем этапе наших исследований изучалась эффективность разработанных нами методик ВУД при дыхательной недостаточности и снижении функциональных резервов внешнего дыхания.

При анализе данных рСО₂ в артериальной крови при возникновении состояния дыхательных мертвой точки у студентов основной медицинской группы в результате выполнения интенсивных физических нагрузок на велоэргометре (250 Вт), как в экспериментальной, так и в контрольной группах выявлены признаки гипервентиляционного синдрома (табл. 3). Об этом свидетельствовали данные психофизиологического обследования.

Таблица 3Динамика рСО₂ в артериальной крови и психофизиологических показателей под воздействием ВУД у студентов основной медицинской группы в период восстановления после интенсивных физических нагрузок

* - Р<0,05, ** -Р<0,01, *** - Р<0,001 достоверность различий при сопоставлении с показателями на первой минуте

При анализе данных рСО₂ в артериальной крови при возникновении состояния дыхательных мертвой точки студентов основной медицинской группы в результате выполнения интенсивных физических нагрузок на велоэргометре (250 Вт), как в экспериментальной, так и в контрольной группе выявлены признаки гипервентиляционного синдрома (табл. 3). Показатели парциального давления углекислого газа в артериальной крови исследуемых лиц основной и контрольной групп были ниже физиологической нормы и свидетельствовали о наличии у них гипокапнии. Наличие у испытуемых гипервентиляционного синдрома также подтверждали следующие симптомы: общая слабость, ощущение нехватки воздуха, головокружение и др.

Психофизиологические показатели, характеризующие когнитивные функции студентов, более выражено достоверно увеличились у испытуемых, выполняющих после физической нагрузки волевую регуляцию дыхания: так, коэффициент кратковременной образной памяти увеличился на 60% с 0,5±0,07 до 0,8±0,09 баллов (р<0,05), психомоторная способность на 15% с 51±1,1 до 60±0,8 баллов (р<0,001), устойчивость внимания и уровень сенсомоторных реакций на 16% (р<0,001). Изменения данных показателей в контрольной группе испытуемых студентов были менее выражены и достоверная положительная динамика отмечалась только при исследовании устойчивости внимания, уровня сенсомоторных реакций на 8% (р<0,05). В отношении других психофизиологических показателей положительной динамики не выявлено.

В основной группе на 5-ой минуте исследования отмечалось восстановление парциального давления CO₂ в артериальной крови в пределах физиологической нормы с 32±0,5 до 37±0,2 мм.рт.ст. (р<0,001), также установлена полная редукция симптомов гипервентиляционного синдрома. В контрольной группе у испытуемых на 5-ой минуте обследования статистически достоверной положительной динамики данного показателя не выявлено и сохранялись жалобы на ощущение общей слабости.

Таблица 4 Динамика показателей ФРВД и общей физической работоспособности у студентовв подготовительной медицинской группы под влиянием ВУД

* - Р<0,05, ** -Р<0,01, *** - Р<0,001 достоверность различий при сопоставлении с данными до начала занятий.

Как демонстрируют данные таблицы 4, в результате применения метода дозированного плавания с волевой регуляцией дыхания при тренировке лиц со сниженными функциональными резервами дыхания отмечается увеличение показателей, характеризующих функциональный резерв дыхательной системы: ЖЕЛ, ПТХМ на вдохе и выдохе, экспираторной ПТНМ. Также выявлено повышение общей физической работоспособности.

При первичном исследовании ФРВД, общей физической работоспособности, рСО₂ в артериальной крови, психофизиологических показателей у студентов специальной медицинской группы, больных хроническим бронхитом в стадии ремиссии, было выявлено снижение данных показателей ниже физиологических норм и диагностированы клинические проявления гипервентиляционного синдрома как в контрольной, так и в экспериментальной группе-1, где использовалось ВУД в процессе дозированного плавания, и в экспериментальной группе-2, где использовалось ВУД по заданному алгоритму в покое и во время ходьбы, а также в процессе дозированного плавания (табл.5,6).

Таблица 5Динамика показателей ФРВД и общей физической работоспособности у студентов специальной медицинской группы под влиянием ВУД

* - Р<0,05, ** -Р<0,01, *** - Р<0,001 достоверность различий при сопоставлении с показателями с данными до начала занятий.

Использование методик ВУД, как видно из табл. 5,6, приводит к достоверному увеличению показателей внешнего дыхания (ЖЕЛ, ПТНМ выдоха, ПТХМ на вдохе и выдохе), общей физической работоспособности. Также улучшились показатели рСО₂, СПС , повысился уровень психофизиологических показателей ( УВ, ТТ, КОП). Причем, во второй экспериментальной группе по сравнению с первой, показатели ПТНМ, УВ и рСО₂ достоверно лучше (р<0,05-0,001), т.е. методический подход, использованный в этой группе, имеет некоторые преимущества.

Таблица 6Динамика психофизиологических показателей и рСО₂ в артериальной крови у студентов специальной медицинской группы под влиянием ВУД

* - Р<0,05, ** -Р<0,01, *** - Р<0,001 достоверность различий при сопоставлении с данными до начала занятий.

Таким образом, в работе приведено клинико-физиологическое обоснование и усовершенствование методик ВУД в практике физического воспитания, а также представлено новое решение такой научной задачи, как повышение функционального резерва внешнего дыхания и общей физической работоспособности для профилактики и функциональной терапии гипервентиляционного синдрома, которая решена путем использования ВУД.

Разработанные и апробированные методики ВУД при снижении функциональных резервов внешнего дыхания и интенсивных физических нагрузках внедрены в практику, где были получены положительные результаты, что дает основания рекомендовать их для широкого использования в процессе врачебного контроля при физическом воспитании студентов в высших учебных заведениях системы образования.

Практические рекомендации

1. Способ лечения и профилактики гипервентиляционного синдрома с использованием ВУД:

При осуществлении способа ВУД применяют по следующему алгоритму:

В течение 5 с - вдох, 3 с - пауза, 5 с - выдох, 3 с - пауза, используя при этом диафрагмальный тип дыхания с беспрерывным повторением циклов. ВУД выполняют сидя в удобной позе в течение 7-10 мин (2 раза в день, 60-70 процедур для студентов специальной медицинской группы), а после интенсивных физических нагрузок - во время ходьбы с умеренной скоростью до ликвидации субъективных проявлений гипервентиляционного синдрома (ощущения нехватки воздуха, «комка в горле», головокружения и общей слабости).

2. Методика дозированного плавания с использованием ВУД:

Занятия дозированным плаванием проводят в бессейне с водой, подогретой до температуры 26-28 градусов С, по следующей методике.

Подготовительный период (1-я неделя):

- Брасс на груди интервальным методом 4-5 раз по 25 м в медленном темпе с выдохом в воду и вдохом после каждого гребка. Интервалы отдыха 2-3 мин, заполненные 2-3-мя дыхательными упражнениями;

- Свободное плавание 10-15 мин.

Основной период (1 месяц):

- Брасс на груди интервальным методом 6-8 раз по 25 м в среднем темпе с выдохом в воду и вдохом после 2-х гребков, а по мере утомления - после каждого гребка;

- Свободное плавание 10-15 мин.

Поддерживающий период (3-4 месяца):

- Брасс на груди непрерывным методом 400-500 м в среднем темпе с выдохом в воду и вдохом после 3-х гребков, а по мере утомления - после 2-х гребков;

- Брасс на груди непрерывным методом 100-200 м в среднем темпе с переходом на быстрый после каждых 25 м и выдохом в воду после 2-3 гребков при плавании в среднем темпе и после 1-2 гребков при плавании в быстром темпе;

- Свободное плавание 10-15 мин.

3. Способ экспресс-диагностики скрытой дыхательной недостаточности:

Определяют уровень дыхания путём рассчета отношения резервного объёма (РО) выдоха / РО вдоха и когда результат составляет меньше 0,5 усл.ед., делают заключение о наличии скрытой формы дыхательной недостаточности.

Источник

дыхание работоспособность студент спорт

1.Бобрик Ю.В. Автореферат дисс. канд. мед. наук (Днепропетровск-2004)

Размещено на Allbest.ru