Обеспечение организма кислородом по жизни и в тренировке
Оглавление:
1. Значение обеспечения организма кислородом
2. Этапы дыхания
3. Механизмы улучшения обеспечения организма кислородом «по жизни»
4. Приемы оптимизации дыхания в тренировке
Материал предназначен для использования в любом виде физкультурного тренинга
1. Значение обеспечения организма кислородом
Все клетки человека функционируют с использованием кислорода. С его помощью вырабатывается необходимая для функционирования организма энергия. Может показаться, что дыхание – само по себе, выработка энергии – сама по себе. Но это не так. Именно из окислительно-восстановительных реакций с использованием кислорода воспроизводиться универсальная «энергетическая валюта» организма – молекула АТФ. И недостаточное обеспечение кислородом ряда органов (тканей) организм имеет место у многих людей и является причиной нехватки производства энергии в клетках, что нарушает их работу. Не хватает энергии – клетка не может нормально выполнять свою функцию, и не может полноценно восстановиться после стрессовых ситуаций.
Структуры клетки, воспроизводящие АТФ, называются митохондриями. Именно при производстве энергии в митохондриях попутно вырабатывается наибольшее в организме количество свободных радикалов, называемых так же «активными формами кислорода». Митохондрии имеют системы антирадикальной защиты. Но в случае нехватки кислорода митохондрии перенапрягаются, что увеличивает производство свободных радикалов сверх нормы и вызывает значительные нарушения, в том числе генетического кода. Таким образом,недостаток кислорода в клетках является одной из главных причин процесса старения.
Наиболее жизненно важные ткани, как правило, являются кислородозависимыми, весьма чувствительными к содержанию кислорода в крови – это нервная ткань, сердце, некоторые ткани почек, печень. И ресурсов кислорода в организме практически НЕТ. Поэтому должное обеспечение тканей кислородом является одним из главнейших механизмов противостоянию процесса старения, а так же повышает выносливость организма в стрессовых нагрузках, в т.ч. в процессе тренировочного боя.
Развитие аппарата дыхания описано в соответствующей статье. Развивать аппарат дыхания нужно в первую очередь, чтобы в течение дня в спокойном состоянии организм получал достаточно кислорода. Если этого не делать, то еще задолго до пенсии можно получить ухудшение кислородного обеспечения организма, что сильно ускоряет процессы старения.
Во вторую очередь развитие аппарата дыхания необходимо для обеспечения ПОВЫШЕННОЙ потребности кислорода в процессе физической активности. Чем выше физическая нагрузка, тем больше нужно кислорода.
Конечно, в случае быстрой или медленной, но сильной нагрузки работает «быстрый» (белый) тип мышечных волокон, не использующий кислород.
Однако процесс тренировки «включает» весь организм. И анаэробная работа быстрых мышечных волокон сопровождается выделением в кровь молочной кислоты (лактата), избыточный объем которой перенапрягает печень. В случае работы с большими весами разрушенные белки нагружают почки. Стрессовая ситуация, как тренировочная, так и социальная – перегружает нервную ткань (ЦНС, мозг). С сердцем и так понятно. Т.е. кислород нужен не только (а в ряде случаев и не столько) мышцам, сколько внутренним органам и нервной системе.
Поэтому для усиленно тренирующих мышцы людей забота о доставке кислорода внутренним органам стоит очень остро.
И кстати, нужно принять наличие следующей научно обоснованной идеи: работа на износ большими весами в тренажерном зале или другая очень тяжелая физическая практика в ряде случаев совершенно не подходит под категорию «физкультуры, полезной для здоровья».
2. Этапы дыхания
Дыханием называется процесс доставки кислорода внутрь клеток и выведения углекислого газа наружу. Более важной является первая часть – доставка кислорода. Это совокупность 5 этапов, каждый из которых следует тренировать или оптимизировать. Конкретные факторы, требующие этого, выделены в статье синим цветом.
2.1. Наполнение легких кислородом.
Воздух проходит по воздуховодным путям, которые имеют примерно 23 этапа разветвления и попадает в мешочки-альвеолы, через стенки которых потом проникает в кровь. Легочная ткань «скомкана», возможно ее «расправление», что увеличивает количество активных альвеол. Таким образом, специальными упражнениями можно увеличить объем легких. В процессе тренировки важно увеличить объем всасываемого за раз воздуха. Этому помогает тренировка дыхательных мышц (межреберных и диафрагмы) иобучение правильной «схеме» движения дыхательных мышц, помогающих заполнять объем легких с максимальной эффективностью.
Чем больше воздуха человек выдыхает, тем больше заходит в легкие «свежего» воздуха, что особо важно при интенсивной тренировке. За полноценный выдох отвечают мышцы брюшного пресса.
2.2. Переход кислорода из легких в кровь.
Через стенку альвеол кислород поступает в легочные капилляры. Как правило, они открыты на 20-25%. Перед серьезным физкультурным тренингом необходимо максимально открыть легочные капилляры.
Очень полезным будет в условиях тяжелой нагрузки увеличить давление в легких с помощью специальных способов дыхания. При повышении давления диффузия кислорода из альвеол в капилляры увеличивается.
2.3. Транспорт кислорода с кровью.
На интенсивность кровообращения микроциркуляции влияют такие факторы, как: присасывающее движение грудной клетки, достаточная частота пульса, объем сердечного выброса и системное давление.
На присасывающее движение грудной клетки влияет глубина дыхания, которая значительно зависит от глубины движения диафрагмы.
Для эффективности работы сердца нужно тренировать объем сердечного выброса, т.е. – повышать объем крови, выбрасываемый сердцем за раз. Однако, что не стоит доходить до сильной гипертрофии сердца.
Кислород переноситься эритроцитами. Значительная их часть в покое содержится в депо – в печени и селезенке. Полезно перед тренировкой или для людей с плохим кровообращением несколько раз в день выполнять упражнения на выведение запаса крови из депо, что так же увеличивает системное артериальное давление.
Так же важен водно-электролитный баланс крови,избыток или недостаток жидкости отрицательно скажется на кровообращении.
И отметим кислотно-основной баланс крови. У полных людей с хроническим избытком питательных веществ в крови («вязкая» кровь) ухудшено кровообращение.
2.4. Переход кислорода из крови в клетки через мембрану.
Кислород проникает в клетку в зависимости от его содержания в крови, поэтому это и является главным фактором. Этот процесс усиливается при увеличение в крови содержания углекислого газа. Для обменных процессов клетка/кровь и внутри клетки важнатемпература тканей. В общем – после физкультурного занятия почти любой направленности поглощение клеткой кислорода увеличивается.
2.5. Доставка в клетке кислорода к митохондриям и его использование.
Решающим фактором использования кислорода для производства энергии является количество митохондрий («энергостанций» клетки, в которых вырабатывается энергия). Чем их больше – тем большее количество энергии может производиться в клетке для ее работы без возникновения избытка свободных радикалов, что особо важно в стрессовых ситуациях, к которым можно отнести физкультурный тренинг.
В медленных мышечных волокнах увеличение митохондрий обуславливает увеличение выносливости.
3. Механизмы улучшения обеспечения организма кислородом «по жизни»
Итак, первоочередная задача работы с дыханием состоит в улучшения обеспечения организма кислородом «по жизни».
3.1. Развитие аппарата дыхания и оптимизация дыхательного паттерна
Упражнения для развития аппарата дыхания описаны в соответствующей статье. Они позволяют оптимизировать такие указанные в гл.2 факторы, как:
- объем легких,
- сила и выносливость дыхательных мышц,
- повышение количества функционирующих легочных капилляров
- глубина движения диафрагмы.
Также необходимо оптимизировать паттерн («рисунок») использования дыхательных мышц, о чем можно сказано в статье Обучение правильному дыханию.
3.2. Оптимизация кровообращения
От состояния системы кровообращения зависит доставка кислорода до клеток. Поэтому ее оптимизация также важна, как и развитие аппарата дыхания.
Делать это несложно – достаточно 3 интенсивных тренировок по йоге или динамической нагрузки в неделю, или же почти каждый день – какая-то несложная гимнастика с минимум 15-20 минутной динамической фазой.
По общему повышению кровообращения хорошо работает упр.3 (агни-сара-дхаути) из материала Упражнения на развитие и оптимизацию аппарата дыхания.
Нужно пить достаточно жидкости (от 3л. в сутки).
Хотя бы раз в год рекомендуется сдавать биохимию крови. Если анализ показывает нарушения уровня эритроцитов, кислотно-щелочного и / или водно-электролитного балансов нужно принять соответствующие лечебные или профилактические меры.
Важно следить за пульсом и давлением. При пульсе ниже 68 и / или давлении ниже 110 обеспечение кислородом организма может быть недостаточным. При таких показателях следует каждый день улучшать кровообращение соответствующими способами.
3.3. Регулярное повышение уровня СО2
Как было сказано выше, повышение уровня СО2 (в течение хотя бы 20 минут) улучшает способность тканей усваивать кислород, причем эффект продолжается несколько часов после периода повышения СО2.
Поэтому есть смысл производить такое повышение почти каждый день, а для людей в преклонном возрасте или находящихся на реабилитации – 2р. в день.
Таковое физиологическое повышение СО2 можно произвести двумя способами.
Первый способ – с помощью физической активности с преимущественным использованием медленных мышечных волокон. Т.е. это должна быть или не очень быстрая и не очень сильная динамическая работа, или статика.
Эффективным для повышения уровня СО2 будет применения при физической активности задержек дыхания. Например – махи руками при задержке на вдохе. Или втягивание живота после выдоха в подходящих для этого положения в процессе динамической хатха-йоги. Чтобы использовать эти методы, их надо корректно освоить.
И второй способ – это удлинение дыхания или дыхание с задержками без совершения физической активности. Например, см. упр.4 («уджджайи») из статьи Упражнения на развитие и оптимизацию аппарата дыхания.
Конечно же, сильным повышением уровня СО2 сопровождается гипоксическая тренировка. Однако это методика подойдет только для хорошо тренированных людей.
3.4. Тренировки по увеличению количества митохондрий
Статика, или медленная силовая динамика от 2 и более минут на мышечную группу, среди прочих эффектов приводит к повышению количества митохондрий в медленных мышечных волокнах. Подробнее см. Развитие мышечной выносливости с помощью хатха-йоги.
К некоторому увеличению митохондрий во внутренних органах приводит регулярное частичное ухудшение кровообращения внутренних органов на 3-6 мин. с помощью выполнения соответствующих асан.
Но лучшим способом для повышения митохондрий нервной ткани и внутренних органов будет гипоксическая тренировка (тренировка организма понижением уровня кислорода в крови). Подробнее о нюансах см. в материале Гипоксическая тренировка.
3.5. Тренировка силы сокращения миокарда
Если не тренировать сердечную мышцу (миокард), ее сила и выносливость с возрастом может падать.
Тренируется она как правило циклическими нагрузками с частотой пульса выше 150 уд./мин.
Однако выносливость миокарда также тренируется пранаямой. И если человек без особых заболеваний хочет начать одну практику, и не может совмещать несколько, я бы советовал сначала силовую хатха-йогу, потом гипоксическую тренировку, и только потом циклические кардиоагрузки. Но для относительно крепкого человека возможно совмещение кардионагрузок с силовой практикой, а постепенно – и с гипоксической.
В йоге можно использовать прием, уряжающий частоту сердечных сокращений в тренировке, и тем самым увеличивающие объем сердечного выброса. Делать это можно рекомендуется только в динамической фазе тренировки. Для этого во всех позициях с прямым позвоночником – т.е. без прогибов, наклонов в сторону и скруток выполняется втягивание живота после выдоха. Время фиксации зависит от тренированности человека – но все равно они не должны быть слишком большими и превращаться в тренировочную практику. Втягивание живота снижает частоту пульса, а за счет динамического тренинга и необходимости в повышении минутного объема кровообращения сердце будет вынуждено увеличивать объем сердечного выброса.
Однако эта практика не может быть такой же эффективной для тренировки силы миокарда, как полноценная циклическая нагрузка.
3.6. О контроле дыхания
При излишнем возбуждении советуется замедлять дыхание, т.к. это приводит к успокоению.
Так же, как известно, астматикам при приступах рекомендуется сознательно выдыхать, т.к. у них блокируется выдох.
Но в целом «по жизни» не рекомендуется контролировать дыхательного цикла. Это может привести к некоторому НЕДОСТАТОЧНОМУ поступлению кислорода, т.е. гипоксии. А гипоксическая тренировка должна практиковаться максимум 40 минут при соблюдении множества условий.
У человека, развившего разные части системы обеспечения организма кислородом дыхание САМО будет уряжаться. Сознательно же уряжать дыхание «за пределами» тренировочного процесса не рекомендуется.
4. Приемы оптимизации дыхания в тренировке
4.1. Увеличение давления в легких
Частично пережимается голосовая щель, что делает отверстие потока воздуха в гортани уменьшенным и приводит к усилению работы дыхательных мышц. Это повышает давление в легких и в несколько раз улучшает переход кислорода в кровь. Во многих боевых искусствах используются разные вариации этого приема. В йоге – дыхание «уджджайи».
При дыхании уджджайи с зажатой гортанью увеличивается скорость вымывания углекислого газа. Поэтому если вы его будете делать в спокойном состоянии – может начаться головокружение. Такое дыхание применяется ВМЕСТЕ С НАЧАЛОМ тренировочных действий. В спокойном состоянии для увеличения потребления кислорода (в промежутке между упражнениями, астматикам и др.) его можно делать только УДЛИННЯЯ дыхательный цикл. Опыт приходит быстро.
4.2. Активация аппарата дыхания в начале занятия
Бхастрика и несколько повторений упражнений на увеличение объема легких улучшат поглощение кислорода легкими.
4.3. Разминка перед силовой работой.
В случае серьезной силовой работы, особенно с использованием медленных мышечных волокон (например – статика, или изотония) следует предварительно повысить кровообращение, давление крови и температуру.
Иначе доставка кислорода может быть недостаточной и мышцы не смогут работать в полную силу, тренироваться будет тяжелее, а эффект будет хуже.
4.4. Максимальная свобода движения дыхательной мускулатуры
В процессе выполнение асан надо запомнить следующее правило: если вы напрягает пресс, у вас должны быть расслаблены и развернуты плечи, чтобы вы могли дышать верхними частями легких, т.к. движение диафрагмы частично заблокировано работой пресса. И наоборот, при статическом напряжении плечевого пояса, расслабляйте живот, обеспечивая движение диафрагмы, т.к. верхние доли легких заблокированы работой мышц плечевого пояса и груди.
4.5. Контроль длительности дыхания
В процессе НЕ СИЛОВОЙ медленной динамической практики можно уряжать дыхание и делать небольшие задержки для некоторого повышения уровня СО2. Заметим – что уровень СО2 растет раньше чем сильно падает О2. Чтобы при этом ощутимо не падал уровень кислорода, желательно дышать уджджайи и относиться к процессу аккуратно. Не должно возникать никакого дискомфорта.
Чрезмерное удлинение дыхания и задержек во время мягкой динамической практики привести к некоторой гипоксии (падению уровня кислорода). Но при мягкой практике это может быть не очень критично для здорового индивида, если выполняется не очень долго. Например – часовое беспрерывное очень растянутое дыхание в асанах – это уже критично. Пол часа - под вопросом в зависимости от состояния практикующего.
Но вот ЛЮБОЙ контроль длительности дыхания и наличие задержек на фоне ИНТЕНСИВНОЙ физической активности может приводить к гипоксии в то время, когда организм особо нуждается в кислороде. Такая регулярная практика может приводить к повреждению ряда систем организма - в первую очередь нервных центров управления организмом – подробнее см. Физиология стресса. Прецеденты видел – не советую.
4.6. Водно-солевой баланс
Нужно пить воду, лучше минеральную, богатую ионами (Na, K). Особенно если у вас во время тренировки, да и по жизни неприятный жар внутри.
Почти все пункты 4 раздела полезно использовать перед любой сложной физической деятельностью.
