Часть I. Структурно-функциональные характеристики систем транспорта и утилизации кислорода
КРИТ обеспечивает всестороннюю оценку физиологической реакции на физическую нагрузку, а также карди-ореспираторной выносливости(КРВ) — способности человека поглощать, транспортировать и использовать кислород в условиях максимальной нагрузки, которая выражается в виде показателя максимального потребления кислорода (VO2max, VO2макс).
Кардиореспираторная выносливость определяется тремя факторами: легочным газообменом, работой сердечно-сосудистой системы, метаболизмом скелетных мышц.
Интерпретация результатов кардио-респираторного тестирования невозможна без глубокого понимания деятельности кислородтранспортных и кислородутилизирующих систем организма.
В первой части настоящего руководства рассматривается нормальная физиология систем организма, участвующих в выполнении физической нагрузки.
Ни один акт жизнедеятельности не осуществляется без мышечного сокращения. Еще в XVIII веке И. М. Сеченов пришел к выводу, что «все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению». Мышечная ткань является огромной фабрикой производства энергии, необходимой для выполнения ФН. Энергетическое обеспечение мышечного сокращения совершается за счет: 1) энергетических ресурсов, источником которых служат энергетические субстраты, 2) кислорода, поступающего из внешней среды.
Одной из основных функций сердечно-сосудистой и респираторной систем является обеспечение процессов энергообразования. Каждая клетка организма нуждается в кислороде и питательных веществах в количестве, соответствующем ее метаболизму. В легких осуществляется обмен воздуха между внешней средой и альвеолами: перемещение газов из окружающего воздуха в кровь и обратно. При увеличении поглощения кислорода работающими мышцами минутная вентиляция может возрастать в несколько раз.
Сердце поддерживает адекватное число сокращений и соответствующий потребностям организма ударный объем. Способность к выполнению физической нагрузки напрямую связана с возможностью сердечно-сосудистой системы обеспечивать ткани кислородом (О2).
Регуляция периферического кровообращения при выполнении ФН обеспечивает перераспределение кровотока от неактивных тканей (селезенки, почек, органов желудочно-кишечного тракта) к скелетным мышцам, что улучшает их функциональные возможности; наряду с этим усиливается приток крови к легким, сердцу (Рисунок 1).
В мышечной ткани кислород утилизируется с помощью окислительных и гликолитических ферментов — тканевое или клеточное дыхание. Газообмен в тканях, в частности в скелетной мускулатуре при физической нагрузке, называется внутренним дыханием, поскольку он отражает газообмен между тканями организма и кровью. Увеличение экстракции кислорода из крови работающими мышцами ведет к повышению артериовенозной разницы по кислороду, т.к. поперечнополосатая мышечная ткань скелетной мускулатуры, производя энергию, необходимую для мышечного сокращения, увеличивает поглощение кислорода и питательных веществ.
Факторы, определяющие функционирование системы транспорта кислорода. К системам транспорта кислорода относятся: респираторная, сердечно-сосудистая, система крови. Транспорт О2 из атмосферы до периферических тканей организма представляет собой многоступенчатый процесс.
Основными факторами, определяющими доставку О2, являются:парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе
эффективность респираторной системы
состояние альвеолокапиллярной мембраны
нормальное содержание гемоглобина в крови
эффективность системы кровообращения