Длительность задержки дыхания может быть увеличена также за счет предварительного произвольного усиления дыхания или так называемой гипервентиляции. Если перед нырянием производить усиленное дыхание, то длительность задержки дыхания может быть значительно увеличена. Происходит это потому, что при гипервентиляции уменьшается нормальный уровень содержания углекислого газа в крови и после этого потребуется больше времени для того, чтобы во время задержки дыхания концентрация этого газа достигла той высокой степени, при которой невозможно сдержать возбуждение дыхательного центра. Благодаря гипервентиляции на старте можно проплывать первую часть дистанции с задержкой дыхания, что в какой-то мере увеличивает скорость прохождения этого отрезка дистанции. Не следует, однако, стремиться к увеличению этого отрезка и задерживать дыхание до предела. Это лишь вызовет потребность в слишком частом дыхании, и пловец будет испытывать одышку, что может привести к значительной потере скорости.
При тренировке юного пловца особенное внимание следует обращать на развитие утомления. Утомление — естественный спутник напряженной физической работы. При спортивном плавании в соревнованиях утомление, наступающее в какой-то момент плавания, заставляет сбросить скорость. Борясь с наступившим утомлением, пловец чрезмерно напрягается; это перенапряжение нелегко достается организму и может оставлять длительные отрицательные следы. Поэтому важно, чтобы пловец правильно распределял свои силы на дистанции и чтобы его организм был тренирован для борьбы с наступающим утомлением. Тренеру необходимо отдавать себе отчет в том, каковы основные физиологические механизмы утомления при плавании.
Исследования показали, что характер развивающегося при плавании утомления зависит от скорости плавания и от дистанции. Утомление при плавании на короткую дистанцию, например, имеет мало общего с утомлением при сверхдальних заплывах. Установлены четыре формы утомления при упражнениях с циклическим характером движений, к которым относится и плавание.
Первая форма утомления развивается при плавании с максимальной скоростью. Если пловец совершает своими конечностями предельно частые движения, не заботясь при этом о чистоте стиля, то долго совершать столь частые движения он не сможет. Уже через 15—20 сек. начнется заметное снижение частоты движений. Быстроразвивающееся утомление заставит его либо прекратить плавание, либо перейти на меньшую скорость. При максимальной интенсивности движений мышцы работают не потребляя кислорода. Заключенные в них энергетические вещества с громадной скоростью распадаются на более мелкие молекулы, отдавая при этом свою энергию для Мышечного сокращения. В этих условиях легко могут возникнуть два фактора утомления. С одной стороны, запасы энергетических веществ быстро уменьшаются, и само это уменьшение может служить препятствием тому, чтобы оставшаяся часть энергетических веществ распадалась с прежней скоростью. Иначе говоря, наступление частичного истощения энергетических запасов ограничивает работоспособность мышц. С другой стороны, в мышцах происходит накопление тех химических соединений, на которые распались энергетические вещества. Такое накопление продуктов распада (среди них главное место занимает молочная кислота) также создает препятствие для дальнейшей работы и может являться фактором утомления. Двигательные нервные центры при максимальной скорости движения находятся, естественно, в состоянии максимального возбуждения в тот момент, когда они посылают свои импульсы к мышцам. Максимум же возбуждения не может продолжаться долго и сменяется торможением. Такое торможение называется запредельным именно потому, что возбуждение достигает предельных величин. Запредельное торможение имеет охранительное значение, оно охраняет нервные клетки от губительного для них истощения. Есть также предположение, что при максимально частых движениях явления утомления сказываются и на органах мышечно-суставного чувства. Именно поэтому работа, вначале казавшаяся вполне доступной, начинает через сравнительно короткое время ощущаться как непомерно тяжелая. Это также заставляет прекратить работу или снизить ее интенсивность.
При максимальной скорости плавания утомление развивается главным образом в центрах и в двигательной периферии, причем очень быстро — в течение немногих десятков секунд. Вместе с тем, такое утомление, хотя и резкое, острое, но, тем не менее, переносится организмом сравнительно легко и во время последующего отдыха проходит довольно быстро. Поэтому для детского организма подобная форма утомления не представляет большой опасности. Этим объясняется, почему дети в своих играх и в обыденной двигательной деятельности охотно применяют кратковременные, но требующие максимальной частоты, движения. Понятно, что такие короткие периоды скоростных напряжений могут даваться лишь на фоне еще не утомленного другими формами работы организма. После каждого периода утомления, вызванного кратковременным скоростным напряжением, должен даваться отдых для полного восстановления сил обучающегося. Вторая форма утомления развивается при скоростях плавания несколько меньших, чем максимальная скорость, при субмаксимальной скорости.
К субмаксимальным относят такие скорости движения, которые могут поддерживаться не менее 20— 30 сек. и не более 3— 5 мин. В плавании к субмаксимальным скоростям относятся соревновательные дистанции 100— 400 м. Характер развивающегося утомления в мышцах и нервных центрах похож на тот, который был описан по поводу максимальной скорости. Но, так как скорость здесь ниже максимальной, то, понятно, что расход энергетических веществ в мышцах и накопление неокисленных продуктов их распада более медленный. Степень возбуждения двигательных нервных центров несколько меньше, и поэтому запредельное торможение здесь наступает позднее. Однако при субмаксимальной скорости плавания возникают еще новые дополнительные факторы утомления, которых могло бы не быть при максимальной скорости. Молочная кислота, накапливающаяся в мышцах, успевает поступить в кровь. Поэтому кислотность крови довольно сильно повышается. Кроме того, в крови происходит реакция молочной кислоты с бикарбонатами крови, в результате чего вытесняется углекислота. Мышцы при субмаксимальной мощности жадно поглощают кислород, но снабжение кислородом не успевает за его потреблением. Организм испытывает некоторое кислородное голодание. Надо также отметить, что при субмаксимальной мощности обнаруживается поступление воды из крови в мышцы, отчего мышцы набухают, а кровь несколько густеет. В результате всего этого кровь пловца довольно резко изменяет свой химический состав. К этим изменениям особенно чувствительны нервные клетки, работоспособность которых полностью сохраняется лишь при неизменном составе омывающей их крови, В изменении состава крови следует усматривать важный фактор утомления при субмаксимальной скорости плавания.
В отличие от максимальной скорости плавания, где почти не происходило потребление кислорода и где не требовалось значительного усиления дыхания и кровообращения, при субмаксимальной скорости происходит резкое возрастание потребления кислорода и резкое усиление дыхания и кровообращения. Правда, даже те предельные величины в работе органов дыхания и сердечнососудистой системы, которые регистрируются при субмаксимальной скорости плавания, все же недостаточны, чтобы полностью удовлетворить потребности организма в кислороде. Поэтому неизбежно возникает большой «кислородный долг». Уже после финиша продолжается бурное потребление кислорода, идущего на окисление недоокисленных во время самой работы соединений. Ясно, что чем больше возможности органов дыхания и кровообращения, тем более высоким может быть уровень потребления кислорода, и поэтому более высока может быть скорость плавания. Недостаточное развитие органов дыхания и кровообращения может привести к более раннему наступлению утомления. Поэтому так важно хорошее развитие этих органов у юных пловцов.
Для того чтобы плыть дольше чем 3—5 мин., нужно еще больше снизить скорость. Скорость плавания, которая ниже субмаксимальной и может обеспечивать непрерывное плавание не менее 3—5 мин., но не более 30— 50 мин., носит название большой скорости (например, скорость плавания на дистанции 800—1500 м). Факторы утомления здесь близки к факторам утомления при субмаксимальной скорости, однако имеются некоторые различия. Дело в том, что потребление кислорода не только достигает через несколько минут после старта своей максимальной величины, но и должно удерживаться на этом уровне на протяжении всей дистанции. Это значит, что функции дыхания и кровообращения не только должны максимально усилиться, но и относительно длительно работать на пределе. Исследования показали, что у подростков в течение короткого времени возможно очень большое усиление деятельности органов дыхания и кровообращения. Вместе с тем, вскоре после достижения своего предела интенсивность работы этих органов может начать снижаться. У молодого организма может не хватить выносливости для того, чтобы обеспечивать длительную работу дыхания и кровообращения на пределе.