Задача из легких: какие секреты дыхания позволяют пловцам ставить рекорды

Первое, чему учит новичка тренер по плаванию, — дыхание. Сохраняя правильное дыхание, профессионалы могут проплыть без отдыха 10 километров. А синхронистки во время выступления вдыхают настолько быстро, что зритель этого даже не замечает, а потом выполняют движения на задержанном вдохе. Это особенно сложно, так как при интенсивной работе мышц тело очень активно расходует кислород. Как все это удается спортсменам? Чтобы ответить на этот вопрос, придется разобраться, как и зачем мы дышим.

Энергостанции нашего тела

Начнем с того, что все в этом мире требует энергии — и движения тела, и даже работа мозга. Эта энергия генерируется внутри каждой клетки. Клеточные энергетические станции — это митохондрии. С помощью кислорода они окисляют питательные вещества, извлекая из них энергию для клетки.

За изучение того, как клетки «работают» с кислородом, как они его чувствуют и как адаптируются к разным его уровням, была вручена не одна Нобелевская премия по физиологии или медицине. Например, 1931 года (Отто Варбург), 1955 года (Хуго Теорелль) и 2019 года (Грегг Семенза, сэр Питер Рэтклифф и Уильям Кэлин-младший).

Результат окисления различных органических веществ в клетках — углекислый газ. Его нужно вывести из организма. Эти два процесса — насыщение клеток кислородом и удаление углекислого газа — обеспечивает кровь. Насыщенная кислородом артериальная кровь разносит его по организму из легких, а обогащенная углекислым газом венозная кровь возвращает СО₂ для выдоха.

Доставка кислорода в кровь и избавление крови от углекислого газа — это и есть дыхание. Вдох-выдох, ритмичный процесс. Говоря точнее, физиологи различают три фазы: вдох, пассивный выдох и активный выдох.

Квартира в грудной клетке

Главный «инструмент» дыхания — это легкие. И называются так потому, что они действительно легкие: при разделке туши животного все остальные органы тонут, а легкие — всплывают. Интересно, что в некоторых славянских языках — например, сербском — этот орган так буквально и называется: «плавающее».

Соприкосновение с воздухом в легких происходит в микроскопических «пузырьках»-альвеолах, которых у каждого из нас около 600 миллионов. На вдохе альвеолы расправляются, и их площадь составляет около 100 квадратных метров! На выдохе эта площадь сокращается втрое. То есть наши легкие на вдохе «разворачиваются» в просторную трехкомнатную квартиру, а на выдохе «уплотняются» до однушки.

В спорте высоких достижений важны не только усилия, но и природные данные, например, объем легких. В норме он составляет 3–4 литра, но у некоторых людей превосходит 10 литров.

Один из путей к карьере пловца или ныряльщика — родиться с большими легкими. Кроме того, люди с медленным обменом веществ и низкой частотой сердечного ритма расходуют кислород не так интенсивно, как другие. Это тоже помогает в водном спорте.

Жить без кислорода

Еще более сложная история с задерживанием дыхания — умением, важным для синхронисток. Центры управления дыханием — их несколько — расположены в стволе головного мозга.

Одна из их задач — заставить человека вдохнуть, когда задержка дыхания становится опасной. При этом мозг опирается на «химические датчики», определяющие содержание углекислого газа в крови. Когда оно превышает определенный уровень, хемосенсоры подают команду на вдох. Какое-то время человек может удерживаться от вдоха, но, когда уровень CO₂ превышает некоторый порог, сенсоры включают сигнал опасности для жизни, и вдох все равно происходит. Этот непроизвольный вдох должен спасти человека, но под водой он может его убить. Эволюция, увы, не готовила нас к водному спорту.

Отложенный вдох

Как же быть? У спортсменов один ответ: тренироваться! Считается, что тренировки могут увеличить продолжительность задержки дыхания до 62 процентов, то есть более чем в полтора раза.

Это важно не только спортсменам-синхронистам. Например, предполагается, что тренировки с задержкой дыхания могут быть профилактикой вреда, который наносят организму инфаркт миокарда и ишемический инсульт. Ведь суть этих состояний в том, что сердце или мозг лишаются кислорода. Кроме того, тренировки с задержкой дыхания могут повысить работоспособность здорового человека, особенно в горных районах.

Но — внимание! — все хорошо в меру. Слишком активные тренировки или слишком долгая задержка дыхания может привести к повреждению внутренних органов, разрыву кровеносных сосудов и нарушениям работы головного мозга. Чтобы не подвергать здоровье опасности, нужно заниматься под присмотром специалиста.

На сколько можно задержать дыхание

Как бы ни старался задержать дыхание под водой среднестатистический человек, всего через минуту или две он сделает рефлекторный вдох и захлебнется. Однако природные данные некоторых людей в совокупности с тренировками могут творить чудеса. Так, француз Стефан Мифсуд опустился на дно бассейна и провел под водой, не двигаясь, 11 минут 35 секунд. Стефан может, нырнув, проплыть под водой на одном дыхании без ласт 131 метр, а в ластах — 213 метров.

И это с точки зрения мировых рекордов — еще весьма скромные показатели, ведь сейчас лучшие в мире результаты в динамическом апноэ (так называется эта дисциплина) составляют 165 и 319 метров соответственно. Хорват Витомир Маричич после предварительного дыхания чистым кислородом, погрузившись в бассейн в лобби одного из отелей, сумел задержать дыхание на 29 минут и 3 секунды.

* * *

Стремление достичь новых рекордов в спорте, стимулируют и науку: исследователи продолжают изучать физиологию задержки дыхания. За последние десять лет научные группы опубликовали на эту тему столько же статей, сколько за период с 1954 по 2011 год. И польза от подобных исследований может быть огромной — они могут помочь в лечении и предотвращении таких патологических состояний, как обструктивное апноэ во сне или синдром внезапной детской смерти.

Глядя на размеренные движения пловцов или «подводный балет» синхронисток, удивительно думать, как много сложной науки может таить в себе спорт и какую пользу она может принести человечеству.

_{Материал опубликован в спецвыпуске журнала «Вокруг света» «Искусство воды» (июнь 2026), подготовленном совместно с Федерацией водных видов спорта России и группой компаний «Уралхим»}