CC..png   

16plus.png

Юридический и почтовый адрес учредителя и издателя: САФУ им. М.В. Ломоносова,  наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002

Адрес редакции: «Журнал медико-биологических исследований», ул. Урицкого, 56, г. Архангельск

Тел: (8182) 21-61-00, вн. 18-20 
e-mail: vestnik_med@narfu.ru
Сайт: https://vestnikmed.ru

о журнале

Дыхательный резерв при физической нагрузке у лыжников-гонщиков: вентиляционная емкость и вентиляционный запрос. C. 53–63

 Версия для печати

Рубрика: Биологические науки

Скачать статью (pdf, 0.5MB )

УДК

612.216.2:612.084:57.04:57.023

Сведения об авторах

Алла Константиновна Веселик1*, Нина Геннадьевна Варламова2, Евгений Рафаилович Бойко3

1–3Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия

1veselik.ak@mail.ru*, https://orcid.org/0000-0001-8376-7570

2nivarlam@physiol.komisc.ru, https://orcid.org/0000-0003-1444-4684

3boiko60@inbox.ru, https://orcid.org/0000-0002-8027-898X

Аннотация

Дыхательный резерв (ДР) − показатель респираторных ограничений, определяемый как разница между вентиляционной емкостью и вентиляционным запросом во время физической нагрузки. Однако неясно, какой из этих двух факторов оказывает наибольшее воздействие на ДР у лыжников-гонщиков при велоэргометрическом максимальном ступенчатом нагрузочном тесте (ВЭМ). Цель работы – изучить, как вентиляционные емкость и запрос влияют на ДР в ВЭМ у высокотренированных лыжников-гонщиков. Материалы и методы. Действующие члены национальной сборной Республики Коми по лыжным гонкам (n = 46; возраст 22,6±4,7 года) проходили спирометрию и ВЭМ в начале подготовительного этапа тренировочного цикла. ДР рассчитывался в покое и во время ВЭМ – на анаэробном пороге и при пиковой нагрузке. Спортсмены были разделены на группы с низким (≤20 %) и нормальным (>20 %) ДР при пиковой нагрузке. Результаты. Выделенные группы не различались по показателям функции внешнего дыхания. Однако у группы с низким ДР при пиковой нагрузке выявлены: статистически значимо более высокие частота дыхания, минутный объем дыхания, вентиляционный эквивалент по углекислому газу, дыхательный коэффициент и статистически значимо более низкое парциальное давление углекислого газа в конце выдоха. ДР имел прямые корреляции с форсированной жизненной емкостью легких, объемом форсированного выдоха за первую секунду и индексом Тиффно при пиковой нагрузке. Наблюдалась обратная связь ДР с частотой и минутным объемом дыхания на протяжении всего теста, а также с потреблением кислорода (кроме пиковой нагрузки). Таким образом, у лыжников-гонщиков интенсивность физической нагрузки существенно влияет на связь между вентиляционной емкостью и ДР, в то время как связь между вентиляционным запросом и ДР остается постоянной. Важно отметить, что низкий ДР при пиковой нагрузке, даже при сравнимой физической работоспособности между группами лыжников, ассоциирован с повышенным вентиляционным запросом.

Финансирование. Исследование проведено в рамках научно-исследовательской работы Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук (2022–2026 годы) № 1021051201877-3.

Для цитирования: Веселик А.К., Варламова Н.Г., Бойко Е.Р. Дыхательный резерв при физической нагрузке у лыжников-гонщиков: вентиляционная емкость и вентиляционный запрос // Журнал медико-биологических исследований. 2026. Т. 14, № 3. С. 53–63. https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z291

Ключевые слова

дыхательный резерв, высококвалифицированные лыжники-гонщики, физическая нагрузка, велоэргометрический тест, функция внешнего дыхания, легочная вентиляция

Список литературы

  1. Staes M., Gyselinck I., Goetschalckx K., Troosters T., Janssens W. Identifying Limitations to Exercise with Incremental Cardiopulmonary Exercise Testing: A Scoping Review. Eur. Respir. Rev., 2024, vol. 33, no. 173. Art. no. 240010. https://doi.org/10.1183/16000617.0010-2024

  2. Barron A., Francis D.P., Mayet J., Ewert R., Obst A., Mason M., Elkin S., Hughes A.D., Wensel R. Oxygen Uptake Efficiency Slope and Breathing Reserve, not Anaerobic Threshold, Discriminate Between Patients with Cardiovascular Disease over Chronic Obstructive Pulmonary Disease. JACC Heart Fail., 2016, vol. 4, no. 4, pp. 252–261. https://doi.org/10.1016/j.jchf.2015.11.003

  3. Petek B.J., Gustus S.K., Wasfy M.M. Cardiopulmonary Exercise Testing in Athletes: Expect the Unexpected. Curr. Treat. Options Cardiovasc. Med., 2021, vol. 23, no. 7. Art. no. 49. https://doi.org/10.1007/s11936-021-00928-z

  4. Guazzi M., Arena R., Halle M., Piepoli M.F., Myers J., Lavie C.J. 2016 Focused Update: Clinical Recommendations for Cardiopulmonary Exercise Testing Data Assessment in Specific Patient Populations. Circulation, 2016, vol. 133, no. 24, pp. e694–e711. https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000406

  5. Herdy A.H., Ritt L.E., Stein R., Araújo C.G., Milani M., Meneghelo R.S., Ferraz A.S., Hossri C., Almeida A.E., Fernandes-Silva M.M. et al. Cardiopulmonary Exercise Test: Background, Applicability and Interpretation. Arq. Bras. Cardiol., 2016, vol. 107, no. 5, pp. 467–481. https://doi.org/10.5935/abc.20160171

  6. Petek B.J., Tso J.V., Churchill T.W., Guseh J.S., Loomer G., DiCarli M., Lewis G.D., Weiner R.B., Kim J.H., Wasfy M.M. et al. Normative Cardiopulmonary Exercise Data for Endurance Athletes: The Cardiopulmonary Health and Endurance Exercise Registry (CHEER). Eur. J. Prev. Cardiol., 2022, vol. 29, no. 3, pp. 536–544. https://doi.org/10.1093/eurjpc/zwab150

  7. Rasch-Halvorsen Ø., Hassel E., Brumpton B.M., Jenssen H., Spruit M.A., Langhammer A., Steinshamn S. Lung Function and Peak Oxygen Uptake in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Phenotypes with and without Emphysema. PLoS One, 2021, vol. 16, no. 5. Art. no. e0252386. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0252386

  8. Sandbakk Ø., Holmberg H.C. Physiological Capacity and Training Routines of Elite Cross-Country Skiers: Approaching the Upper Limits of Human Endurance. Int. J. Sports Physiol. Perform., 2017, vol. 12, no. 8, pp. 1003–1011. https://doi.org/10.1123/ijspp.2016-0749

  9. Neder J.A., Berton D.C., Marillier M., Bernard A.C., O’Donnell D.E. Inspiratory Constraints and Ventilatory Inefficiency are Superior to Breathing Reserve in the Assessment of Exertional Dyspnea in COPD. COPD J. Chronic Obstruct. Pulm. Dis., 2019, vol. 16, no. 2, pp. 174–181. https://doi.org/10.1080/15412555.2019.1631776

  10. Berton D.C., Plachi F., James M.D., Vincent S.G., Smyth R.M., Domnik N.J., Phillips D.B., de-Torres J.P., Nery L.E., O’Donnell D.E. et al. Dynamic Ventilatory Reserve During Incremental Exercise: Reference Values and Clinical Validation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Ann. Am. Thorac. Soc., 2023, vol. 20, no. 10, pp. 1425–1434. https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.202304-303OC

  11. McNeill J., Chernofsky A., Nayor M., Rahaghi F.N., Estepar R.S.J., Washko G., Synn A., Vasan R.S., O᾿Connor G., Larson M.G. et al. The Association of Lung Function and Pulmonary Vasculature Volume with Cardiorespiratory Fitness in the Community. Eur. Respir. J., 2022, vol. 60, no. 2. Art. no. 2101821. https://doi.org/10.1183/13993003.01821-2021

  12. Opina M.T.D., Brinkley T.E., Gordon M., Lyles M.F., Nicklas B.J. Association of Breathing Reserve at Peak Exercise with Body Composition and Physical Function in Older Adults with Obesity. J. Gerontol. Ser. A Biol. Sci. Med. Sci., 2019, vol. 74, no. 12, pp. 1973–1979. https://doi.org/10.1093/gerona/gly276.

  13. Quanjer P.H., Tammeling G.J., Cotes J.E., Pedersen O.F., Peslin R., Yernault J.C. Lung Volumes and Forced Ventilatory flows. Report Working Party Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal. Official Statement of the European Respiratory Society. Eur. Respir. J. Suppl., 1993, no. 16, pp. 5–40.

  14. Solberg G., Robstad B., Skjønsberg O.H., Borchsenius F. Respiratory Gas Exchange Indices for Estimating the Anaerobic Threshold. J. Sports Sci. Med., 2005, vol. 4, no. 1, pp. 29–36.

  15. Zagatto A.M., Miyagi W., Sakugawa R.L., Kaminagakura E.I., Papoti M. Aerobic Endurance Measurement by Respiratory Exchange Ratio During a Cycle Ergometer Graded Exercise Test. J. Exerc. Physiol. Online, 2012, vol. 15, no. 5, pp. 49–56.

  16. American Thoracic Society, American College of Chest Physicians. ATS/ACCP Statement on Cardiopulmonary Exercise Testing. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2003, vol. 167, no. 2, pp. 211–277. https://doi.org/10.1164/rccm.167.2.211

  17. Hackett D.A. Lung Function and Respiratory Muscle Adaptations of Endurance- and Strength-Trained Males. Sports (Basel), 2020, vol. 8, no. 12. Art. no. 160. https://doi.org/10.3390/sports8120160

  18. Bernhardsen G.P., Stang J., Halvorsen T., Stensrud T. Differences in Lung Function, Bronchial Hyperresponsiveness and Respiratory Health Between Elite Athletes Competing in Different Sports. Eur. J. Sport Sci., 2023, vol. 23, no. 8, pp. 1480–1489. https://doi.org/10.1080/17461391.2022.2113144

  19. Komici K., D’Amico F., Verderosa S., Piomboni I., D’Addona C., Picerno V., Bianco A., Caiazzo A., Bencivenga L., Rengo G. et al. Impact of Body Composition Parameters on Lung Function in Athletes. Nutrients, 2022, vol. 14, no. 18. Art. no. 3844. https://doi.org/10.3390/nu14183844.

  20. Holmberg H.C. The Elite Cross-Country Skier Provides Unique Insights into Human Exercise Physiology. Scand. J. Med. Sci. Sports, 2015, vol. 25, no. S4, pp. 100–109. https://doi.org/10.1111/sms.12601

  21. Poole D.C., Rossiter H.B., Brooks G.A., Gladden L.B. The Anaerobic Threshold: 50+ Years of Controversy. J. Physiol., 2021, vol. 599, no. 3, pp. 737–767. https://doi.org/10.1113/JP279963

  22. Collins S.E., Phillips D.B., Brotto A.R., Rampuri Z.H., Stickland M.K. Ventilatory Efficiency in Athletes, Asthma and Obesity. Eur. Respir. Rev., 2021, vol. 30, no. 161. Art. no. 200206. https://doi.org/10.1183/16000617.0206-2020

  23. Nicolò A., Massaroni C., Passfield L. Respiratory Frequency During Exercise: The Neglected Physiological Measure. Front. Physiol., 2017, vol. 8. Art. no. 922. https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00922

  24. Dempsey J.A., La Gerche A., Hull J.H. Is the Healthy Respiratory System Built Just Right, Overbuilt, or Underbuilt to Meet the Demands Imposed by Exercise? J. Appl. Physiol. (1985), 2020, vol. 129, no. 6, pp. 1235–1256. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00444.2020

  25. Oueslati F., Berriri A., Boone J., Ahmaidi S. Respiratory Muscle Strength Is Decreased after Maximal Incremental Exercise in Trained Runners and Cyclists. Respir. Physiol. Neurobiol., 2018, vol. 248, pp. 25–30. https://doi.org/10.1016/j.resp.2017.11.005

  26. Lundby C., Montero D., Joyner M. Biology of V̇O2max: Looking under the Physiology Lamp. Acta Physiol. (Oxf.), 2017, vol. 220, no. 2, pp. 218–228. https://doi.org/10.1111/apha.12827

  27. Korzan S., Mclellan N., Sharma A., Kaiser T., Datta D. Comparison of Breathing Reserve Obtained from Measured and Estimated Maximal Voluntary Ventilation in Cardiopulmonary Exercise Testing. Chest, 2018, vol. 154, no. 4S. Art. no. 970A. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.08.882

  28. Balady G.J., Arena R., Sietsema K., Myers J., Coke L., Fletcher G.F., Forman D., Franklin B., Guazzi M., Gulati M. et al. Clinician’s Guide to Cardiopulmonary Exercise Testing in Adults: A Scientific Statement from the American Heart Association. Circulation, 2010, vol. 122, no. 2, pp. 191–225. https://doi.org/10.1161/CIR.0b013e3181e52e69