РЕЖИМИ МАСОПЕРЕНЕСЕННЯ КИСНЮ В ОРГАНІЗМІ НЕТРЕНОВАНИХ ПІДЛІТКІВ І ЧОЛОВІКІВ ПРИ М’ЯЗОВІЙ ДІЯЛЬНОСТІ ДИНАМІЧНОГО ХАРАКТЕРУ

Комолафе Д. О., Філіппов М. М.

БІОЛОГІЯ

Наукова стаття

На основі комплексного аналізу режимів масоперенесення кисню (РМК) в організмі нетренованих підлітків і дорослих чоловіків розглядаються фізіологічні процеси і фактори, які можуть обмежувати максимальне споживання кисню (МСК) та фізичну працездатність. Метою дослідження було охарактеризувати фізіологічні механізми, що обмежують МСК і зв’язану з ним працездатність у підлітків і чоловіків та порівняти характеристики РМК в організмі зі швидкістю його споживання та вивчити механізми, що забезпечують цей процес. Обстежено 10 нетренованих підлітків 15-16 років та 18 нетренованих чоловіків 20-27 років за допомогою сучасних методів для визначення споживання кисню, киснево-транспортної функції крові та її компонентів. Показано, що РМК у нетренованих підлітків не досягають таких як у дорослих чоловіків максимальних значень. Це, у свою чергу, обмежує можливості досягнення максимальної потужності механічної роботи, яку спостерігали у дорослих. Неможливість збільшення хвилинного об’єму крові (ХОК) у підлітків до таких значень, як у дорослих, утруднює постачання кисню до працюючих тканин. Причому, максимальний ХОК не досягає у підлітків значень дорослих за рахунок неможливості збільшення систолічного об’єму крові, хоча частота серцевих скорочень у них мало відрізнялася (р>0,25). Встановлено, що у процесі вікового розвитку відбувається збільшення кисневих ефектів дихального і серцевого циклів, знижуються значення вентиляційного і гемодинамічного еквівалентів, посилюється ефективність РМК та зростає економічність функціонування кардіореспіраторної системи. 3 віком при роботі з МСК підвищуються артеріо-венозна різниця за киснем та коефіцієнти його використання в легенях та утилізації тканинами з крові, що призводить до зменшення вмісту кисню і рО2 в змішаній венозній крові. Менша ефективність і економічність РМК, і, особливо, перебіг відновного періоду вказують на гіршу якість регулювання РМК у підлітків. Завдяки злагодженому функціонуванню фізіологічних систем організму у дорослих більшим виявляється коефіцієнт корисної дії, знижується киснева вартість виконуваної механічної роботи та підвищується фізична працездатність.

кисень,максимальне споживання кисню,киснево-транспортна функція крові

1. Christensen PM, Jacobs RA, Bonne T, Flück D, Bangsbo J, Lundby C. A short period of high-intensity interval training improves skeletal muscle mitochondrial function and pulmonary oxygen uptake kinetics. J Appl Physiol. 2016 Jun 1;120(11):1319-27. DOI: 10.1152/ japplphysiol.00115.2015. 
2. Ji LL, Yeo D, Kang C, Zhang T. The role of mitochondria in redox signaling of muscle homeostasis. J Sport Health Sci. 2020 Sep;9(5):386- 393. DOI: 10.1016/j.jshs.2020.01.001.
3. Montero D, Lundby C. Refuting the myth of non-response to exercise training: ‘non-responders’ do respond to higher dose of training. J Physiol. 2017 Jun 1;595(11):3377-3387. DOI: 10.1113/JP273480.
4. Mollica JP, Dutka TL, Merry TL, Lamboley CR, McConell GK, McKenna MJ, et al. S-glutathionylation of troponin I (fast) increases contractile apparatus Ca2+ sensitivity in fast-twitch muscle fibres of rats and humans. J Physiol. 2012 Mar 15;590(6):1443-63. DOI: 10.1113/jphysiol.2011.224535.
5. Egan B, Zierath JR. Exercise metabolism and the molecular regulation of skeletal muscle adaptation. Cell Metab. 2013 Feb 5;17(2):162- 84. DOI: 10.1016/j.cmet. 2012.12.012. 
6. Sies H. Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biol. 2015;4:180-3. DOI: 10.1016/j.redox.2015.01.002.
7. Cardinale DA, Ekblom B. Hyperoxia for performance and training. J Sports Sci. 2018 Jul;36(13):1515-1522. DOI: 10.1080/02640414.2017.1398893. 
8. Stickland MK, Lindinger MI, Olfert IM, Heigenhauser GJ, Hopkins SR. Pulmonary gas exchange and acid-base balance during exercise. Compr Physiol. 2013 Apr;3(2):693-739. DOI: 10.1002/cphy.c110048.
9. Kasper K. Sports Training Principles. Curr Sports Med Rep. 2019 Apr;18(4):95-96. DOI: 10.1249/JSR.0000000000000576.
10. Giada F, Biffi A, Agostoni P, Anedda A, Belardinelli R, Carlon R, et al. Exercise prescription for the prevention and treatment of cardiovascular diseases: part I. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2008 May;9(5):529-44. DOI: 10.2459/JCM. 0b013e3282f7ca77.
11. Hepple RT. The role of O2 supply in muscle fatigue. Can J Appl Physiol. 2002 Feb;27(1):56-69. DOI: 10.1139/h02-004.
12. Starr I. Clinical Tests of the Simple Method of Estimating Cardiac Stroke Volume from Blood Pressure and Age. Circulation. 1954;9(5):664- 681. DOI: 10.1161/01.cir.9.5.664.
13. Kolchinskaya AZ. Kislorodnye rezhimy organizma. rebenka i podrostka. Kiev: Zdorov’ya; 1973. 320 s. [in Ukrainian].
14. Dexheimer JD, Schroeder ET, Sawyer BJ, Pettitt RW, Aguinaldo AL, Torrence WA. Physiological Performance Measures as Indicators of Performance. Sports (Basel). 2019 Apr 22;7(4):93. DOI: 10.3390/sports7040093.
15. Armstrong N, van William M. Pediatric Exercise Science and Medicine. J Sports Sci Med. 2009 Dec 1;8(4):716.
16. Gros G, Wittenberg BA, Jue T. Myoglobin’s old and new clothes: from molecular structure to function in living cells. J Exp Biol. 2010 Aug 15;213(Pt 16):2713-25. DOI: 10.1242/jeb.043075.
17. Zorrilla S, Hink MA, Visser AJ, Lillo MP. Translational and rotational motions of proteins in a protein crowded environment. Biophys Chem. 2007 Feb;125(2-3):298-305. DOI: 10.1016/j.bpc.2006.09.003.
18. Tang JE, Phillips SM. Maximizing muscle protein anabolism: the role of protein quality. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2009 Jan;12(1):66- 71. DOI: 10.1097/MCO.0b013e32831cef75.
19. Narici MV, Maffulli N. Sarcopenia: characteristics, mechanisms and functional significance. Br Med Bull. 2010;95:139-59. DOI: 10.1093/ bmb/ldq008.
20. Takakura H, Furuichi Y, Yamada T, Jue T, Ojino M, Hashimoto T, et al. Endurance training facilitates myoglobin desaturation during muscle contraction in rat skeletal muscle. Sci Rep. 2015 Mar 24;5:9403. DOI: 10.1038/srep09403.

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 1 (168), 2023 рік , 86-91 сторінки, код УДК 612.74.,612.886.,612.776.1.,612.1:796

10.29254/2077-4214-2023-1-168-86-91