Легочная система

Легочная система - первое звено в цепи доставки кислорода к мышцам. Задача легочной системы- насыщение крови кислородом и выведение углекислого газа. Эти процессы проходят в альвеолах легких с помощью диффузии. В крови, которая вернулась от мышц, мало кислорода и много углекислого газа, а в альвеолах все наоборот. Диффузия стремится уровнять эти концентрации, вывести из организма углекислый газ и насытить кровь кислородом. Способность легких насыщать кровь кислородом зависит от площади открытых альвеол и пропускной способности мембраны альвеол, а также от массы гемоглобина в крови. Также большое значение имеет скорость тока крови в легочном капилляре. При очень высокой скорости тока крови возможна ситуация, когда не весь гемоглобин будет успевать насытиться кислородом.

Известно, что у спортсменов, тренирующих выносливость, по сравнению с нетренированными людьми увеличены показатели легочной вентиляции и жизненной емкости легких. Для большинства спортсменов, которые выполняют работу на уровне моря, легкие выполняют свою работу по насыщению артериальной крови кислородом очень хорошо. Даже при максимальной работе, сатурация остается около 95%. Это означает, что 95% гемоглобина насыщаются кислородом. (POWERS, S. K. et al, 1989). В исследовании с облегчение работы дыхательных мышц на 35.9%, разгрузка дыхательных мышц никак не повлияла на физическую работоспособность спортсменов (Lee M. Romer, et al, 2007). Также известно, что максимальная легочная вентиляция у тренированных спортсменов , зарегистрированная во время нагрузок предельной интенсивности, составляет лишь 70-90% от максимальной произвольной легочной вентиляции в покое (Попов Д, 2012). Все это наталкивает на мысль, что легочная система не лимитирует выносливость у здорового человека. Однако, есть исследования, показывающие, что в определенных обстоятельствах легочная система может лимитировать выносливость.

Высококвалифицированные спортсмены чаще подвержены снижением сатурации артериальной крови О2 во время максимальной работы по сравнению с обычными людьми (Dempsey et al., 1984). У высококвалифицированных спортсменов сердце способно в минуту перекачивать около 40 литров крови против 25 литров у нетренированных людей. Это приводит к значительному увеличению тока крови, что ведет к снижению транзитного времени нахождения гемоглобина в легочном капилляре. В связи с этим может быть недостаточно времени для насыщения крови кислородом до выхода ее из капилляра.

Это лимитирующее звено у высококвалифицированных спортсменов может быть преодолено при дыхании обогащенным О2 воздухом. Powers et al. (1989), исследовал высококвалифицированных спортсменов и обычных людей, испытуемые выполнили 2 МПК теста. В одном тесте испытуемые дышали обычным воздухом (20.8% О2), в другом тесте испытуемые дышали воздухом, обогащенным кислородом (26% О2). При тесте с насыщенным кислородом воздухом, высококвалифицированные спортсмены повысили свой МПК с 70.1 до 74.7 мл/кг/мин и повысили артериальную сатурацию с 90.6 до 95.9% во время максимальной работы. Ни одно из этих изменений не наблюдалось у обычных людей (МПК= 56.5 мл/кг/мин).

Легочная система может лимитировать при выполнении упражнений в высокогорье (3000-5000 м) (Kjllias, J., 1974). Больные астмой и другими заболеваниями легочной системы испытывают такие же проблемы. В этих условиях способность выполнять упражнение может быть повышена дополнительным кислородом, который повысит градиент диффузии кислорода в кровь. Возможность повысить сопротивляемость физической нагрузки таким способом показывает на наличие ограничений со стороны легочной системы.

Спортсменам, у которых сатурация крови кислородом уменьшается до 90% и ниже следует исследовать причину этого явления, в некоторых случаях им могут быть назначены бронходилататоры. Тем, у кого нет такой проблемы бронходилататоры не нужны. Измерить свою сатурацию достаточно просто с помощью пульсоксиметра.

Таким образом, в редких случаях высококвалифицированных спортсменов и больных астмой и другими заболеваниями может лимитировать легочная система.

Однако, хочу заметить, что даже в случае снижения сатурации крови кислородом это не означает, что спортсменов лимитирует легочная система, вполне возможно, что какая-то система работает еще хуже, чем легочная и, поработав на этой системой, спортсмен сможет повысить свой результат.

Почему же тогда некоторые тренеры считают, что спортсмена ограничивает легочная система? Причина очень проста, при максимальных нагрузках спортсмен интенсивно дышит, при этом глубина дыхания невысокая. Тренер считает, что научив спортсмена правильно дышать, повысив глубину дыхания, спортсмену будет легче справиться с этой нагрузкой. Возможно, в этом и есть небольшой смысл, но важно понимать истинную причину интенсивного дыхания. А истинная причина чаще всего очень простая, в мышцах спортсмена при высокой нагрузке повышается вклад анаэробной системы энергообеспечения, что приводит к образованию большого количества углекислого газа. Углекислый газ действует на так называемый центр дыхания (продолговатый мозг), и у спортсмена активизируется дыхание. Спортсмен начинает активно выдыхать углекислый газ. Первопричина здесь в том, что мышцы не могут потребить достаточное количество кислорода и повышается вклад анаэробной системы энергообеспечения. Связано ли это с работой легочной системы? Как мы выяснили в очень редких случаях.

По материалам Сурена Арутюняна