Влияние типа дыхания и конструкций на работоспособность спортсмена

На сегодняшний день многими авторами предложена двучелюстная конструкция ЗДК, которая обеспечивает функциональную стабильность нижней челюсти относительно верхней (Рис. 3.4.1). Однако, из опроса и анкетирования 100 спортсменом обнаружено, что ни один не пользуется двучелюстной защитной каппой по причине:

- появления дискомфорта от наличия габаритного постороннего тела в полости рта.

- ухудшение дыхания, которое влечет быструю усталость.

Рисунок 3.4.1. Двучелюстная ЗДК.

Для определения рационального типа дыхания во время поединка и установления влияния конструкций ЗДК на функцию внешнего дыхания и работоспособность спортсменов мы провели 4 серии исследований кардиореспираторной выносливости и работоспособности спортсменов во время выполнения физической работы имитируемых поединков при дыхании:

- дыхание ртом без каппы

- исключительно носом без каппы

- при произвольном дыхании с одночелюстной каппой.

- при произвольном дыхании с двучелюстной каппой (Табл. 3.4.1).

Спортсмены были обследованы в состоянии покоя и во время работы к наступления полной усталости.

Общую выносливость и работоспособность спортсмена оценивали при выполнении движений имитационного характера, близких по форме и особенностям к состязательным упражнениям, однако с повышенной скоростно-силовой нагрузкой.

Таблица 3.4.1.

Данные скоростно-силовой выносливости спортсменов при проведении серии имитированных поединков (M±m).

Для контроля и оценки скоростно-силовой работоспособности при проведении серий имитируемых боевых поединков проводили хронодинамометрию с использованием ударного динамометра "Спудерг -7".

Кардиореспираторную функцию, как показателя общей выносливости спортсмена, на основе исследования дыхательного газообмена и пульсометрии при тестировании спортсмена в условиях реального боевого поединка контролировали с помощью портативного телеметрического устройства измерение дыхательного газообмена.

Регистрировали:

-МОД, л/мин. - минутный объем дыхания

-ДО, л/мин. -дыхательный объем

-ЧД, л/мин. - частоту дыхания

-П О₂, мл/мин. - потребление кислорода в минуту.

Для пульсометрии использовали радиотелеметрическую систему с последующей компьютерной обработкой полученных данных.

Анализируя данные влияния типа дыхания и конструкции ЗДК на работоспособность спортсмена, мы пришли к выводу, что наивысшая работоспособность отмечалась у спортсменов, которые во время физической нагрузки дышали ртом и в одинчелюстной ЗДК. Время работы при дыхании ртом (210±10,2 сск.) и в одночелюстной ЗДК (208±4,9 сек.) достоверно не отличались (р>0,01), также не отмечалось достоверной разницы между количественно ударов при дыхании ртом (552±11,7) и при дыхании в одинчелюстной ЗДК (573±12,2). Таким образом, отсутствие достоверной разницы между показателями работоспособности при дыхании ртом и в одночелюстной ЗДК говорит о том, что при выполнении физической работы дыхания в одинчелюстной ЗДК не снижает работоспособность спортсмена.

Средняя сила удара при дыхании в одночелюстной ЗДК была достоверно выше и составляла 132 ± 2,4кг. в сравнении с силой удара под время дыхания ртом (113 ± 2,2кг.) (р<0,05). Это можно объяснить тем, что при внесении ударов спортсмен стискивает челюсти, а наличие упруго эластичной прослойки материала каппы между зубами, очевидно, увеличивает силу сокращения мышц плечевого пояса, что и усиливает мощность удара.

При дыхании носом достоверно уменьшились количество нанесенных ударов (273 ± 14,5) и средняя сила удара (96 ± 1,6кг.) по сравнению с дыханием ртом (количество ударов - 552±11,7 со средней силой 113 ± 2,2 кг.) (р<0,05). Таким образом, дыхание исключительно носом во время физической нагрузки снижает скоростно-силовую работоспособность спортсмена.

Среднее время работы в тэсте с дыханием в двучелюстной ЗДК (162 ± 5,6 сек.) достоверно уменьшилось, по сравнению с дыханием в одночелюстной ЗНЯК (208 ± 4,9сек.) (р<(),05). Оценивая работоспособность спортсмена, выраженную в количестве ударов и их силе в проведенных сериях, следует отметить, что достоверно меньшее количество ударов и с меньшей силой по группе кронодинамометра нанесли спортсмены в серии с дыханием в двучелюстной ЗДК 399±13,0 ударов со средней силой 116 ± 3,5кг, по сравнению с дыханием в одночелюстной ЗДК - 573 ± 12,2 ударов со средней силой 132±2,4кг. (р<0,05). Таким образом, работоспособность спортсмена в сериях с дыханием в двучелюстной ЗДК снизилась по сравнению с дыханием в одночелюстной ЗДК.

Если длительность работы при дыхании ртом и в одночелюстной ЗДК принять за 100%, то соответственно, при дыхании через нос работоспособность снижается на 48,1%, а при произвольном дыхании в двучелюстной ЗДК на 22,1 %.

Для обоснования причин и механизмов наступления скорой усталости у спортсменов, которые в сериях тестов дышали только носом и произвольном дыхании при наличии двучелюстной каппы в полости рта проанализировали результаты дыхательного газообмена и пульсометрии (Табл. 3.4.2).

В первую очередь следует отметить, что в практике подготовки и учебы спортсмена большое значение имеет вопрос рационального дыхания, то есть правильного соотношения дыхания через рот и через нос. В литературе существует много рекомендаций о необходимости носового дыхания у спортсменов. Это содержит физиологичное обоснование - полость носа имеет более выраженную согревающую и фильтрующую функцию, чем полость рта. Кроме этого, как отмечалось выше, если спортсмен будет вести боевые действия с сомкнутыми челюстями, то есть дышать через нос, то опасность и достоверность получить нокаут от удара в челюсть уменьшается.

Однако, по нашим наблюдениями во время спортивного поединка установлено, что спортсмен уже в конце первого раунда начинает дышать ртом. Возможность дышать через нос во время работы ограниченные низкой "пропускной способностью" носовых полостей. Поэтому, с ростом физической нагрузки для удовлетворения растущих потребностей организма в кислороде и освобождения от углекислоты усиливается дыхание и становится преимущественно ротовым. Необходимость мгновенных действий нуждается в скорых и интенсивных дыхательных движениях, что сложно сделать при дыхании носом.

(Табл. 3.4.2).

Спортсмен уже через несколько секунд после начала работы начинает дышать ртом. Кроме этого, из обследованных 100 спортсменов - 28 имели затруднённое носовое дыхание по причине повреждения носовых костей.

В первую очередь, следует отметить, что начальный эффект любой нагрузки заключается в возбуждении соответствующих афферентных центров мобилизации деятельности мышц, органов кровообращения и дыхания, которые в целом образуют функциональную систему, которая отвечает за выполнение конкретной физической работы. Координированные изменения функций дыхательной системы, сердечно-сосудистой и метаболизма обеспечивают увеличение поглощения кислорода и выделения углекислого газа в соответствии с широким диапазоном мощности нагрузок.

Результативность выполнения физической работы зависит от общей или, другими словами, кардиораспираторной выносливости. Кардиораспираторная выносливость характеризует всю систему или организм в целом. Она тесно связана с развитием и функционированием сердечно-сосудистой и дыхательной системы, то есть с аэробными возможностями организма. Кардиораспираторная выносливость представляет собой способность организма выдерживать длительную физическую нагрузку. Во время нагрузки увеличивается потребность активных тканей в кислороде. Выносливость зависит от способности транспортной системы крови доставлять кислород в достаточном количестве активным тканям для удовлетворения их увеличенных потребностей. Цель дыхания при этом - поддержать соответствующее количество газов в крови и тканях, а также соответствующего Рн для обеспечения нормальной деятельности клеток. Даже незначительные нарушения этих переменных могут повлиять на уровень деятельности мышц и ускорить усталость. Само по себе развитие усталости - одно из условий последующего повышения функциональных возможностей. Однако, в ходе поединка и тренировок важно и желательно отдалить наступление усталости, то есть продлить и повысить работоспособность спортсмена. Общая выносливость и работоспособность спортсмена зависит от ритма и темпа работы, величины нагрузки, внешней обстановки, обусловливающих состояние нервной системы, эмоционального состояния и других условий.

Таким образом, анализируя показатели газообмена и пульсометра, поданные в таблице 3.4.2, видно, что начальные данные в состоянии покоя отвечали показателям физиологичной нормы. После начала физической работы наблюдаются разнообразные изменения в деятельности функциональных систем и механизмов, которые до конца работы и наступления усталости достигают высоких величин. С повышением нагрузки в случае дыхания ртом закономерно и достоверно (р<0,05) повышался объем легочной вентиляции - ХОД составил 101,0 ± 2,8л/мин. в сравнении с состоянием покоя 12,09 ± ±0,53 л/ мин., но объем потребления кислорода - П О₂ составил 4,06 ± ±0,06мл/ мин. в сравнении с состоянием покоя 0,40 ± 0,02 мл/ мин.

Чем большая мощность работы, тем более потребление кислорода работающими мышцами. ХОД во время физической нагрузки увеличивается в связи с ростом потребностей в кислороды и выделения углекислого газа.

В начале работы ХОД рос за счет достоверного увеличения К, что составил в среднем 2,67 ± 0,04 л (в состоянии покоя составлял 0,89 ±0,03 л), а затем и за счет достоверного увеличения ЧД - 37,5±1,2 за мин. (в состоянии покоя составляла 13,6 ± 03 за мин.) (р<0,05). Увеличение ЧД является более экономическим способом увеличения вентиляции легких при высоких уровнях нагрузки, так как при ДО>75% необходимо повысить работу дыхательных мышц, поскольку растяжимость структур дыхательной системы при больших легочных объемах снижается [170].

Вместе с этим, достоверно повышалась ЧСС, что составила 151,5 ± 7,1 ударов за минуту, которая является стереотипной реакцией организма на динамическую физическую нагрузку: с увеличением потребления кислорода, за счет ускорения ЧСС увеличиваются сердечные выбросы и связанное с ним легочное кровообращение, которое убыстряет и улучшает капиляро-алвеолярний газообмен.

При выполнении работы и дыхании в одночелюстной ЗДК достоверных отличий показателей ХОД, ЧД, К, ЧСС. Сп О2 (рис. 6.3 - 6.7) по сравнению с дыханием ртом не обнаружено (р>0,05). Реакции организма на физическую нагрузку были стереотипны: ХОД увеличился к 92,76±1,87л/мин. (в состоянии покоя - 12,12 ± 0,55 л/мин.) за счет увеличения К - 2,63 ± 0,07л и ЧД - 35,5 ± 1,2 за мин. Соответственно повысились Сн О2, что составил 3,69 ±0,11 но ЧСС - 164 ±2,91 за мин., что говорит об активности хода процессов доставки кислорода к работающим системам органов в ответ на физическую нагрузку. Отсутствие достоверной разницы между показателями работы кардиореспираторной системы во время физической нагрузки в сериях тестов с дыханием ртом и дыханием в одночелюстной ЗДК говорит об отсутствии механического ограничения вентиляции легких со стороны одночелюстной ЗДК, как постороннего тела в верхнем отделе дыхательных путей. Это объясняет тот факт, почему в случаях с дыханием ртом и дыханием в одночелюстной каппы работоспособность спортсмена была наивысшей.

Полученные даны при дыхании носом свидетельствуют о достоверном уменьшении ХОД, которое составляет соответственно 58,18 ± 2,25л/мин. по сравнению с дыханием ртом (101,0 ± 2,8л/мин.) (р<0,05) (рис.6.3). Уменьшения ХОД происходит больше за счет достоверного уменьшения ЧД (25,0 ± 0,6 1/мин.) по сравнению с ротовым дыханием (37,5 ± 1,21/мин.) (р<0,05), а дыхательный объем уменьшается незначительно. Уменьшение ХОД в случаях с дыханием носом обусловленно низкой пропускной способностью носовой полости и отверстий в каппе.

Тот же эффект мы наблюдаем в случае с дыханием в двучелюстной ЗДК, когда спортсмен не имеет возможности свободно дышать ртом. В этом случае также достоверно уменьшается ХОД (56,95 ± 1,94л/мин.) по сравнению с дыханием в одночелюстной ЗДК (92,76 ± 1,87л/мин.) (р<0,05) больше за счет достоверного уменьшения ЧД (25,8±0,51/мин.) в соответствии с дыханием в одночелюстной ЗДК (35,5 ± 1,21/хв.) (р<0,05), а К уменьшается незначительно. В данном случае уменьшение ХОД обусловленно низкой пропускной способностью отверстий в двучелюстной ЗДК.

Снижение ХОД способствует достоверному снижению потребления кислорода (2,76 ± 0,05л/мин.) при дыхании носом и 2,89 ± 0,09л/мин. при дыхании в двучелюстной ЗДК на фоне увеличенной потребности, как в результате физической нагрузки, так и усиленной работы дыхательных мышц, направленных на преодоление механического сопротивления дыхания (рис.6.7). При этом компенсаторный увеличивается сравнивая с дыханием ртом и в одночелюстной ЗДК ЧСС 211,6 ± 2,25 за мин. при дыхании носом и 218,1 ± 1,8 за мин. при дыхании в двучелюстной ЗДК.

Следовательно, при дыхании носом и произвольным дыханием в двучелюстной каппе ХОД то есть вентиляция легких уменьшается соответственно на 42,3% и 38,6% сравнивая с дыханием ртом и произвольным дыханием в одночелюстной ЗДК. Уменьшение ХОД происходит за счет значительного падения ЧД на 33,3% при дыхании носом и на 27,3% при произвольном дыхании в двучелюстной ЗДК и незначительного снижения К на 13,1% и 14,1% соответственно. Результатом механического ограничения вентиляции и снижением ХОД является падение потребления кислорода на 32,0% при дыхании носом и 21,7% при дыхании в двучелюстной ЗДК, что приводит к компенсаторному увеличению ЧСС на 28,4% и 24,8%. Падение потребления кислорода при мощной физической нагрузке приводит к росту кислородной задолженности, включения анаэробных энергетических процессов, с накоплением молочной кислоты и лактата, что и влечет наступление усталости.

Таким образом, из данных исследования выплывает, что дыхание в двучелюстной ЗДК недопустимо по причине механического ограничения внешнего дыхания и дополнительных затрат энергии на повышенную работу дыхательного аппарата, направленного на преодоление сопротивления обтурированного верхнего отдела дыхательных путей и, вследствие этого, быстрого развития усталости. Наличие габаритной двучелюстной ЗДК в полости рта, приводит к появлению дискомфорта, что в свою очередь как психологический раздражитель отвлекает спортсмена от поединка, который может повысить риск получения травмы и сказаться на результативности поединка.

Выводы

1. Занятия контактными силовыми видами спорта, в природе которых заложен контакт и столкновение соперников, приводят к травматическим повреждениям зубо-челюстного аппарата, которые составляют 68 % от травм челюстно-лицевой области и головы. Чаще всего возникают повреждения мягких тканей полости рта – 44 % и зубов – 42 %. Среди травм зубов преобладают переломы коронок зубов без травмирования пульпы - 67 % , вывихи зубов частичные и полные – 20 %.

2. К факторами риска со стороны зубо-челюстного аппарата, способствующие возникновению травм относятся: дефекты твердых тканей зубов, прямой прикус, протрузия фронтальных зубов, паталогические процессы тканей пародонта, последствия ранее перенесенных травм, наличие мостовидных протезов, особенно во фронтальном отделе зубного ряда, несъемных ортодонтических аппаратов.

3. Из анализа напряжённо-деформированного состояния построенной элементной модели зубо-челюстного сегмента установлено, что действие внешней мощной нагрузки на зуб и околозубные ткани при
пропущенном ударе является разрушительным, поскольку возникающие нормальные напряжения превышают границы прочности указанных тканей и становятся причиной травматических повреждений. Наличие защитной зубо-десневой каппы приводит к уменьшению напряжений в тканях зуба, пропорциональному увеличению толщины каппы.

4. Рациональная профилактика травматизма базируется на использовании индивидуально спроэктированной и изготовленной по современным технологиям защитной зубо-десневой каппы.

Наиболее удобным, максимально упрощенным является метод горячей вакуумной формовки на гипсовой модели термопластичных пластинок. Он дает возможность значительно расширить ассортимент капповых конструкций путем варьирования необходимой толщины и размеров, включения армирующих элементов. Такие каппы имеют высокое качество и отличную фиксацию. Стандартные каппы, не отвечают требованиям защиты и должны быть запрещены.

5. Использование двучелюстной защитной зубо-десневой каппы во время занятий спортом нецелесообразно, поскольку длительность физической работы спортсмена при дыхании в такой каппе снижается на 22,1% по сравнению с дыханием в одночелюстной каппе.

Причиной этого является механическое ограничение каппой вентиляции легких. Дыхательный объём снижается на 38,6%, что приводит к кислородному голоданию и быстрому наступлению усталости спортсмена.

При дыхании в одночелюстной каппе, вентиляция легких не нарушается, и усталость наступает позже.