Ввиду того что произвольное уменьшение легочной вентиляции и экономизация внешнего дыхания, существенно изменяющие центральные механизмы регуляции дыхания, затрагивают также деятельность сердечно-сосудистой системы, параллельно с дыханием регистрировалось ЭКГ. При обычном дыхании с частотой 15 в 1 мин частота сердечного ритма составляла 75; при ПОУМОД 4 в 1 мин - 77,8 (в среднем). Как видим, при произвольном уменьшении дыхания в 3-4 раза сердечный ритм не претерпевает особых изменений. Следует, однако, указать, что сердечный ритм в период одного дыхательного цикла при произвольном уменьшении до 4 в 1 мин испытывает фазовые изменения.

Так, при 15-секундной продолжительности дыхательного цикла (4 в 1 мин) в первые 5 с вдоха наблюдается хорошо выраженное учащение сердечного ритма, т.е. 124,8% от средней частоты в период всей 15-секундной продолжительности дыхательного цикла. В последующие 10 с, наоборот, начинается урежение сердечного ритма до 92,8%.

Учащение сердечного ритма в начале ПОУМОД можно объяснить изменением тонуса вегетативной нервной системы [6, 12], а развитие брадикардии во второй фазе произвольного уменьшения МОД объясняют, с одной стороны, повышением внутригрудного давления, с другой - гуморальным воздействием [18, 19] и рефлекторными влияниями с механо- и хеморецепторов сосудистых рефлексогенных зон, легочных сосудов и паренхимы легких [7, 8].

Следует отметить, что при этом имели место индивидуальные различия в направленности и интенсивности изменений параметров ЭКГ.

После двухмесячной тренировки в произвольном оптимальном уменьшении дыхания установлено, что оно оказывает влияние почти на все параметры внешнего дыхания как при обычном состоянии, так и при физической нагрузке испытуемых.

Так, если частота дыхания в результате тренировки в покое урежалась незначительно (12 против 15 в 1 мин), то при физической нагрузке оно уменьшалось с 26 до 22 в 1 мин. В результате тренировки как при обычном дыхании в покое и при физической нагрузке, так и при произвольном урежении дыхания (4 в 1 мин) МОД уменьшается на 9-10%.

При тренировке испытуемые добиваются повышения надбульбарной стимуляции дыхательного центра, понижения его чувствительности к изменению газового состава крови, главным образом к накоплению CO2 .

Результаты проведенных исследований показывают, что меньший прирост МОД в состоянии покоя и при физической нагрузке повышает физическую работоспособность за счет уменьшения ее энергетической стоимости.

По мере привыкания к произвольному уменьшению МОД формируются временные связи, которые обуславливают оптимизацию ответов дыхательного аппарата и упреждают снижение легочной вентиляции [2].

После двухмесячной тренировки по ПОУМОД были отмечены также некоторые сдвиги в частоте и в амплитудно-временных параметрах ЭКГ. Так, в целом сердечный ритм урежается, кроме того начальное 5-секундное учащение в фазе вдоха значительно сглаживается.

Имеет место также некоторое увеличение зубца R, удлинение интервалов отдельных волн ЭКГ.

Как видим, возникновение и прогрессивное повышение резерва экономичности внешнего дыхания способствовало положительным качественным изменениям экономичности сердечной деятельности.

Поскольку произвольное изменение дыхания зависит от степени коркового влияния на дыхательные мышцы, в целях исследования психофизиологического состояния испытуемых регистрировали ЭЭГ. При этом уменьшение частоты дыхания до 4 в 1 мин в период удлиненной фазы вдоха и в фазе выдоха вызывало фазовую динамику изменений ЭЭГ.

При сопоставлении данных по МОД в обычных условиях и при произвольном уменьшении легочной вентиляции (4 в 1 мин) видно, что объем воздуха в первом случае составил 620 мл, в то время как при произвольном уменьшении вентиляции легких - 2075 мл, что приводит к большему раскрытию альвеол и улучшению газообмена между альвеолярным воздухом и кровью. При этом почти в 4 раза сокращается энергия, затрачиваемая на работу дыхательных мышц (4 дыхания против 15 в 1 мин).

Известно, что перемещение воздушного потока в процессе дыхания сопряжено с немалой затратой энергии дыхательной мускулатурой. На вдохе приходится преодолевать эластическое сопротивление легких и тканей грудной клетки, эластическое сопротивление перемещающихся при дыхании органов грудной и брюшной полости, а также сопротивление трахеобронхиального дерева [3].

Как было указано выше, при произвольном уменьшении частоты дыхания уменьшается также минутный объем мертвого пространства и соответственно увеличивается объем альвеолярного воздуха. Если учесть и изменения метаболизма, происходящие на тканевом и молекулярном уровне, то можно сказать, что при произвольной регуляции дыхания эффективность экономизации внешнего дыхания организма значительно возрастает. Во второй серии экспериментов то же самое было проделанно при легкой физической нагрузке испытуемых. Этому мы придавали важное значение, поскольку мышечная деятельность является наиболее сильным естественным стимулом дыхания. Как только включается мышечная нагрузка, учащается и углубляется дыхание. Импульсы, поступающие из сенсомоторной коры к работающим мышцам, одновременно оказывают прямое влияние на дыхательный центр через кортико-бульбарные пути [1].

Кроме того, дыхание стимулируется афферентной импульсацией, поступающей из проприорецепторов работающих мышц [5, 8].

При выполнении легкой физической работы в условиях непроизвольного дыхания и его произвольного оптимального уменьшения (4 в 1 мин), что разница в увеличении вентиляции легких небольшая. Это говорит о том, что организм в состоянии полностью покрыть количество кислорода, расходуемое на выполнение данной физической нагрузки при произвольном уменьшении частоты дыхания, более чем в 5 раз. Этого можно достичь только благодаря тесной взаимосвязи экономизаций функций других систем организма, поскольку она происходит не только на системном, органном, но и на клеточном, субклеточном, молекулярном уровнях [4].

Таким образом, МОД является управляющим параметром экономичности внешнего дыхания не только в покое, но и при физической нагрузке. Меньший прирост МОД при физической работе повышает физическую работоспособность благодаря уменьшению ее энергетической стоимости. Снижение МОД в покое и при физической деятельности - взаимодействующее звено единого процесса повышения экономичности внешнего дыхания [11].

Регуляция внешнего дыхания настолько сложно интегрирована, что при его произвольном уменьшении помимо рефлекторной саморегуляции проприорецепторы дыхательных мышц оказывают рефлекторное влияние на всю локомоторную мускулатуру.

В свою очередь, локомоторная проприорецепция оказывает влияние на дыхательную мускулатуру. Так, доказано, что проприорецептивная импульсация с мышц задней конечности поступает в структуры дыхательного центра. Это значит, что все ядра и значительная часть нейронов дыхательного центра непосредстенно связаны с мышечной афферентацией [5, 14].

После двухмесячной тренировки испытуемых по произвольному уменьшению легочной вентиляции как по частоте (R-R), так и по электрической активности сердца наблюдалось улучшение сердечной деятельности соответственно экономизации внешнего дыхания. Например, установлена тесная положительная корреляция уровня МОД с частотой сердечных сокращений (ЧСС) и минутным объемом крови, т.е. с параметрами, характеризующими интенсивность физической работы. Это позволяет предположить, что при выполнении физической работы с одной и той же мощностью и длительностью, уменьшение МОД коррелирует с уменьшением ЧСС и повышает ее экономичность [11].