Кислородный долг возмещается лишь по завершении мышечной работы в восстановительный период (заштрихованная поверхность Б).
Кислородный долг представляет собой объем кислорода, способный обеспечить мышцы с помощью аэробных реакций тем количеством энергии, которое они в действительности затратили за счет анаэробных процессов в начале нагрузки. Величина кислородного долга может достигать 15—20 л. Кислородный долг, особенно при нагрузках большой интенсивности, превышает начальный дефицит кислорода (на рис. 7 площадь сектора Б больше, чем А). Это объясняется тем, что анаэробные реакции, возникающие в адаптационный период, в энергетическом отношении менее производительны, чем процессы аэробного обмена. Период адаптации к физической нагрузке длится 1—2 мин, причем тренированные и более молодые лица адаптируются быстрее.
Показателем уровня анаэробных процессов в организме при физической нагрузке является концентрация недоокисленных продуктов — молочной кислоты — в крови. В покое содержание молочной кислоты составляет около 0,1 г/л крови, а сразу же после тяжелых физических нагрузок, сопровождающихся значительным возрастанием анаэробной энергопродукции, количество ее в крови может возрасти в 10—15 раз.
Потребление кислорода нарастает пропорционально увеличению нагрузки, однако наступает предел, при котором дальнейшее увеличение нагрузки уже не сопровождается увеличением потребления кислорода. Этот уровень называется максимальным потреблением кислорода (тах Уо2), или кислородным пределом (Р. Аз1-гапй,1952).
Величина максимального потребления кислорода — это наивыс-
24
70 80 Годы Возраст
Рис. 8. Возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и женщин (по К. Апйегзеп с соавт., 1971)
ший достижимый уровень аэробного обмена при физической нагрузке. Обычно такая нагрузка истощает обследуемого за 5—10 мин. Выше этого предела работающие мышцы оказываются в условиях недостаточного снабжения кислородом, и в них нарастают анаэробные обменные процессы. Таким образом, максимальное потребление кислорода является показателем аэробной способности организма.
Аэробная способность (максимальное потребление кислорода) зависит от резервов сердца, возможностей кровоснабжения работающих мышц, кислородной емкости крови,
состояния легочной вентиляции, диффузионной способности легких и других показателей, т. е. от физиологического состояния организма, а также от типа нагрузок, массы участвующих в работе мышц.
Если какое-либо звено в цепи факторов, обеспечивающих высокий уровень обменных процессов при физических нагрузках, нарушается, то неизбежно снижается и аэробная способность организма. С другой стороны, тренирующий режим, увеличивая адаптационные возможности, приводит к увеличению аэробной способности.
Таким образом, максимальное потребление кислорода — важнейший физиологический показатель, отражающий способность организма обеспечить большую потребность тканей в кислороде при предельной активации функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Этот показатель является ведущим при определении функционального состояния и работоспособности человека с помощью нагрузочных тестов.
Максимальное потребление кислорода определяется в литрах в минуту (л/мин). С учетом того, что оно пропорционально массе тела, для получения сравнимых данных его часто относят к 1 кг массы тела обследуемого (мл/мин/кг).
Максимальное потребление кислорода в детском возрасте увеличивается пропорционально росту и массе. У мужчин оно достигает максимального уровня в возрасте 18—20 лет. Начиная с 25— 30 лет, оно неуклонно снижается и к 70 годам составляет 50 % от уровня 20 лет. У женщин максимальное потребление кислорода равняется приблизительно 70 % определяемого у мужчин, остается стабильным на протяжении продуктивного периода, а затем снижается с такой же скоростью, как и у мужчин (К. Апёегзеп с со-
25
авт., 1971). На рис. 8 приведена возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и у женщин.
Для молодых и хорошо тренированных лиц максимальное потребление кислорода — 4 л/мин у мужчин и 3 л/мин у женщин (Р. Аз1гапс1, 1952, 1960). Этот уровень в 15 раз превышает затраты в условиях основного обмена. У взрослых с пониженной физической активностью, ведущих сидячий образ жизни, аэробная способность находится на более низком уровне и в возрасте 25—45 лет составляет примерно 3,2 л/мин у мужчин и 2,4 л/мин у женщин (Н. Мопой, 1973).
Исследованиями с применением больших физических нагрузок выявлена тесная корреляционная зависимость между интенсивностью мышечной работы, потреблением кислорода и минутным объемом сердца. Е. Азггшззеп и М. №е1зеп (1955) отмечают, что линейная зависимость между потреблением кислорода и минутным объемом кровообращения возникает при нагрузках, требующих потребления кислорода более 1 л/мин; при меньшей нагрузке такой зависимости нет.
В. Веуе^агс! (1960, 1963) вывел формулы, отражающие соотношение величины минутного объема сердца к потреблению кислорода при различных нагрузках.
При нагрузках в горизонтальном положении:
МОС (л/мин)=6,13Уо2 (л/мин ЗТРО)+6,24. При нагрузках в вертикальном положении:
МОС (л/мин) =5,9Уо2 (л/мин 5ТРО)+4,36.
Кроме того, величина минутного объема (сердечного индекса) при нагрузках может быть определена в зависимости от величины потребления кислорода в мл/мин на 1 м2 поверхности тела по следующим формулам (О. Шайе и Л. В]зпор, 1962). В горизонтальном положении сердечный индекс равен 3,708 ±0,00534хУо2, а в вертикальном — 2,55 +0,00561 хУо2-
При адекватной реакции на нагрузку на каждые 100 мл повышения потребления кислорода отмечается увеличение минутного объема сердца на 800 мл (К. Нагуеу с соавт., 1962).
Проявлением прямой зависимости между величиной потребления кислорода во время нагрузок и минутным объемом сердца является и тесная корреляционная взаимосвязь между величиной потребления кислорода, степенью нагрузки и частотой сердечных сокращений. На этой зависимости строятся все косвенные методы оценки функционального состояния организма и его предельных физических возможностей без применения максимальных истощающих нагрузок, при которых достигаются кислородный предел и максимальная частота сердечных сокращений.
Максимальные нагрузочные тесты главным образом распространены в спортивной медицине и в физиологических исследованиях. В клинической практике в основном применяются субмаксимальные нагрузки и вместо определения максимального потреб-
26
ления кислорода по рекомендации ВОЗ широко используется определение величины потребления кислорода при нагрузках, приводящих к частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин —
Для оценки физического состояния человека и, в частности, состояния сердечно-сосудистой системы с помощью нагрузочных тестов наряду с максимальным потреблением кислорода определяют и кислородный пульс. Он представляет собой отношение потребления кислорода за 1 мин к частоте пульса за ту же минуту, т. е. количество миллилитров кислорода, которое доставляется за одно сердечное сокращение. Этот показатель характеризует экономичность работы сердца. Чем выше кислородный пульс, тем эффективнее гемодинамика, так как доставка нужного количества кислорода обеспечивается меньшей частотой сердечных сокращений.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
Кислородный долг представляет собой объем кислорода, способный обеспечить мышцы с помощью аэробных реакций тем количеством энергии, которое они в действительности затратили за счет анаэробных процессов в начале нагрузки. Величина кислородного долга может достигать 15—20 л. Кислородный долг, особенно при нагрузках большой интенсивности, превышает начальный дефицит кислорода (на рис. 7 площадь сектора Б больше, чем А). Это объясняется тем, что анаэробные реакции, возникающие в адаптационный период, в энергетическом отношении менее производительны, чем процессы аэробного обмена. Период адаптации к физической нагрузке длится 1—2 мин, причем тренированные и более молодые лица адаптируются быстрее.
Показателем уровня анаэробных процессов в организме при физической нагрузке является концентрация недоокисленных продуктов — молочной кислоты — в крови. В покое содержание молочной кислоты составляет около 0,1 г/л крови, а сразу же после тяжелых физических нагрузок, сопровождающихся значительным возрастанием анаэробной энергопродукции, количество ее в крови может возрасти в 10—15 раз.
Потребление кислорода нарастает пропорционально увеличению нагрузки, однако наступает предел, при котором дальнейшее увеличение нагрузки уже не сопровождается увеличением потребления кислорода. Этот уровень называется максимальным потреблением кислорода (тах Уо2), или кислородным пределом (Р. Аз1-гапй,1952).
Величина максимального потребления кислорода — это наивыс-
24
70 80 Годы Возраст
Рис. 8. Возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и женщин (по К. Апйегзеп с соавт., 1971)
ший достижимый уровень аэробного обмена при физической нагрузке. Обычно такая нагрузка истощает обследуемого за 5—10 мин. Выше этого предела работающие мышцы оказываются в условиях недостаточного снабжения кислородом, и в них нарастают анаэробные обменные процессы. Таким образом, максимальное потребление кислорода является показателем аэробной способности организма.
Аэробная способность (максимальное потребление кислорода) зависит от резервов сердца, возможностей кровоснабжения работающих мышц, кислородной емкости крови,
состояния легочной вентиляции, диффузионной способности легких и других показателей, т. е. от физиологического состояния организма, а также от типа нагрузок, массы участвующих в работе мышц.
Если какое-либо звено в цепи факторов, обеспечивающих высокий уровень обменных процессов при физических нагрузках, нарушается, то неизбежно снижается и аэробная способность организма. С другой стороны, тренирующий режим, увеличивая адаптационные возможности, приводит к увеличению аэробной способности.
Таким образом, максимальное потребление кислорода — важнейший физиологический показатель, отражающий способность организма обеспечить большую потребность тканей в кислороде при предельной активации функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Этот показатель является ведущим при определении функционального состояния и работоспособности человека с помощью нагрузочных тестов.
Максимальное потребление кислорода определяется в литрах в минуту (л/мин). С учетом того, что оно пропорционально массе тела, для получения сравнимых данных его часто относят к 1 кг массы тела обследуемого (мл/мин/кг).
Максимальное потребление кислорода в детском возрасте увеличивается пропорционально росту и массе. У мужчин оно достигает максимального уровня в возрасте 18—20 лет. Начиная с 25— 30 лет, оно неуклонно снижается и к 70 годам составляет 50 % от уровня 20 лет. У женщин максимальное потребление кислорода равняется приблизительно 70 % определяемого у мужчин, остается стабильным на протяжении продуктивного периода, а затем снижается с такой же скоростью, как и у мужчин (К. Апёегзеп с со-
25
авт., 1971). На рис. 8 приведена возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и у женщин.
Для молодых и хорошо тренированных лиц максимальное потребление кислорода — 4 л/мин у мужчин и 3 л/мин у женщин (Р. Аз1гапс1, 1952, 1960). Этот уровень в 15 раз превышает затраты в условиях основного обмена. У взрослых с пониженной физической активностью, ведущих сидячий образ жизни, аэробная способность находится на более низком уровне и в возрасте 25—45 лет составляет примерно 3,2 л/мин у мужчин и 2,4 л/мин у женщин (Н. Мопой, 1973).
Исследованиями с применением больших физических нагрузок выявлена тесная корреляционная зависимость между интенсивностью мышечной работы, потреблением кислорода и минутным объемом сердца. Е. Азггшззеп и М. №е1зеп (1955) отмечают, что линейная зависимость между потреблением кислорода и минутным объемом кровообращения возникает при нагрузках, требующих потребления кислорода более 1 л/мин; при меньшей нагрузке такой зависимости нет.
В. Веуе^агс! (1960, 1963) вывел формулы, отражающие соотношение величины минутного объема сердца к потреблению кислорода при различных нагрузках.
При нагрузках в горизонтальном положении:
МОС (л/мин)=6,13Уо2 (л/мин ЗТРО)+6,24. При нагрузках в вертикальном положении:
МОС (л/мин) =5,9Уо2 (л/мин 5ТРО)+4,36.
Кроме того, величина минутного объема (сердечного индекса) при нагрузках может быть определена в зависимости от величины потребления кислорода в мл/мин на 1 м2 поверхности тела по следующим формулам (О. Шайе и Л. В]зпор, 1962). В горизонтальном положении сердечный индекс равен 3,708 ±0,00534хУо2, а в вертикальном — 2,55 +0,00561 хУо2-
При адекватной реакции на нагрузку на каждые 100 мл повышения потребления кислорода отмечается увеличение минутного объема сердца на 800 мл (К. Нагуеу с соавт., 1962).
Проявлением прямой зависимости между величиной потребления кислорода во время нагрузок и минутным объемом сердца является и тесная корреляционная взаимосвязь между величиной потребления кислорода, степенью нагрузки и частотой сердечных сокращений. На этой зависимости строятся все косвенные методы оценки функционального состояния организма и его предельных физических возможностей без применения максимальных истощающих нагрузок, при которых достигаются кислородный предел и максимальная частота сердечных сокращений.
Максимальные нагрузочные тесты главным образом распространены в спортивной медицине и в физиологических исследованиях. В клинической практике в основном применяются субмаксимальные нагрузки и вместо определения максимального потреб-
26
ления кислорода по рекомендации ВОЗ широко используется определение величины потребления кислорода при нагрузках, приводящих к частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин —
Для оценки физического состояния человека и, в частности, состояния сердечно-сосудистой системы с помощью нагрузочных тестов наряду с максимальным потреблением кислорода определяют и кислородный пульс. Он представляет собой отношение потребления кислорода за 1 мин к частоте пульса за ту же минуту, т. е. количество миллилитров кислорода, которое доставляется за одно сердечное сокращение. Этот показатель характеризует экономичность работы сердца. Чем выше кислородный пульс, тем эффективнее гемодинамика, так как доставка нужного количества кислорода обеспечивается меньшей частотой сердечных сокращений.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66