Потребление кислорода и кислородный долг

В состоянии покоя средний расход энергии человека составляет примерно 1,25 ккал/мин, т. е. 250 мл кислорода в минуту. Эта величина варьиру ет в зависимости от размеров тела обследуемого, его пола и усло вий окружающей среды. При физической нагрузке расход энергии может увеличиваться в 15−20 раз.

При спокойном дыхании взрослые молодые люди затрачивают около 20% общего расхода энергии. Для перемещения воздуха в легкие и из них требуется меньше 5% общего потребления кисло рода (P.D. Sturkie, 1981). Работа дыхательной мускулатуры и за траты энергии на дыхание с увеличением вентиляции легких рас тут в большей степени, чем минутный объем дыхания.

Известно, что работа дыхательных мышц идет на преодоление сопротивления воздушному потоку в дыхательных путях и эласти ческого сопротивления легочной ткани и грудной клетки. Наблю дения показывают, что эластичность меняется также в связи с кро венаполнением легких, тренировка увеличивает число капилляров в легких, не отражаясь заметно на альвеолярной ткани (J. Mina-rovjech, 1965).

При физических нагрузках вентиляция легких, вентиляционный эквивалент, ЧСС, кислородный пульс, артериальное давление и другие параметры изменяются в прямой зависимости от интенсив ности нагрузки или степени ее прироста, возраста спортсмена, его пола и тренированности.

При больших физических нагрузках выполнять работу за счет только аэробных механизмов энергопродукции способны люди с очень хорошим функциональным состоянием.

После завершения нагрузки потребление кислорода постепен, но снижается и возвращается к исходному уровню. Количество кислорода, которое в восстановительном периоде потребляется сверх уровня основного обмена, называется кислородным долгом. Кислородный долг погашается четырьмя путями:

1) аэробное устранение анаэробного метаболизма («истинный кислородный долг»); увеличенное потребление кислорода мышцей сердца и дыха тельной мускулатурой (до восстановления исходной частоты пуль са и дыхания);

увеличенное потребление кислорода тканями в зависимости от временного повышения температуры и содержания в них катехоламинов;

пополнение кислородом миоглобина.

Размер кислородного долга по окончании работы зависит от величины усилия и тренированности обследуемого. При максималь ной нагрузке длительностью 1—2 мин у нетренированного челове ка может образоваться кислородный долг в 3~5 л, у спортсмена высокой квалификации — 15 л и более. Максимум кислородного долга является мерой так называемой анаэробной мощности. Кис лородный долг характеризует общую емкость анаэробных процес сов, т. е. суммарное количество работы, совершаемое при макси мальном усилии.

Доля анаэробной энергопродукции отражается в концентрации молочной кислоты в крови. Молочная кислота образуется непо средственно в мышцах во время нагрузки, однако необходимо не которое время, пока она диффундирует в кровь. Поэтому наиболь шая концентрация молочной кислоты в крови обычно наблюдается на 3−9-й минуте восстановительного периода. Наличие молочной кислоты снижает рН крови. После выполнения тяжелых нагрузок наблюдаются снижение рН до 7,0.

У людей 20—40 лет со средней физической подготовленностью она колеблется в пределах от 11 до 14 ммоль/л. У детей и пожилых людей она обычно ниже. В результате тренировок концентрация молочной кислоты при стандартной (одинаковой) нагрузке повы шается меньше. Однако у высокотренированных спортсменов пос ле максимальной (особенно соревновательной) физической нагруз ки молочная кислота иногда превышает 20 ммоль/л. В состоянии мышечного покоя концентрация молочной кислоты в артериальной крови колеблется в пределах 0,33−1,1 ммоль/л. У спортсменов в связи с адаптацией кардиореспираторной системы к физическим нагрузкам дефицит кислорода в начале работы меньше.