Для того чтобы организм мог потреблять необходимое количество кислорода, нужно, чтобы через легкие проходило определенное количество воздуха. Например, выполняя очень небольшую работу, человек пропускает через легкие около 10 л воздуха в минуту. Этот вдыхаемый воздух содержит 21% кислорода. Выдыхаемый же воздух имеет около 17% кислорода. Человек потребил 4% кислорода, вдохнув 10 л воздуха, что составит 0,4 л кислорода. Теперь представим себе спортсмена, плывущего со скоростью 1,1 м/сек. По измерениям Г. И. Куренкова, при этой скорости через легкие пловца проходит около 100 л воздуха в минуту. Так же как и в предыдущем примере, разница между содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе может составлять те же 4%. Это значит, что пловец при такой скорости плавания потребляет в минуту 4 л кислорода, то есть в десять раз больше, чем при относительном покое (вернее, небольшой бытовой деятельности).

Представим себе теперь, что тот же спортсмен находится на высоте 2200 м при барометрическом давлении 580 мм. Его потребность в кислороде при совершении легкой или тяжелой мышечной работы та же самая, что и на уровне моря. Иначе говоря, если он выполнял совсем незначительную мышечную работу, потребляя в 1 мин. 0,4 л кислорода, то и здесь он будет затрачивать те же 0,4 л кислорода. Если же пловец на уровне моря плыл со скоростью 1,1 м/сек, потребляя 4 л кислорода в минуту, то в среднегорье при этих же условиях плавания он будет испытывать потребность в потреблении тех же 4 л кислорода в минуту. Однако для этого ему надо будет пропускать через легкие иное количество воздуха, чем на уровне моря. Если там его легочная вентиляция составляла 100 л в минуту, то здесь она должна будет увеличиться соответственно до 130 л. Это происходит потому, что одна и та же масса воздуха занимает объем тем больший, чем меньше его давление. Согласно закону Бойля—Мариотта произведение объема на давление есть величина постоянная, или V0P0=V1P1. Подставляя в эту формулу цифры минутного объема воздуха на низине, узнаем соответствующие цифры в среднегорье. При V0=100 л имеем: 100·760 =  V1·580. В этом случае минутный объем дыхания будет равен 130 л.

При любой интенсивности мышечной работы легочная вентиляция на высоте Мехико будет на 30% больше, чем на уровне моря, потому что 760:580=1,3. В покое или при малой работе такое увеличение легочной вентиляции может оказаться почти незамеченным, так как не составляет труда пропускать через легкие не 10, а 13 л воздуха в минуту. Но чем больше нагрузка, тем труднее увеличить легочную вентиляцию на 30%, например со 100 л до 130.

В особенности трудно сделать это при плавании. Как известно, пловец дышит ритмично, в ритме гребковых движений. Обычно частота гребков при плавании кролем составляет 30—40 двигательных циклов в минуту, в среднем 35 циклов. Число дыханий также равно в среднем 35 в минуту. Нетрудно рассчитать, что если при плавании на уровне моря легочная вентиляция составляет 100 л воздуха, а частота дыханий 35, то средняя глубина каждого вдоха равна около 3 л. Это величина не малая, если учесть, что обычно, при занятиях наземными видами спорта, средняя глубина дыхания не превышает половины жизненной емкости легких, измеренной спирометром. При жизненной емкости легких, равной 5 л, глубина дыхания 3 л составит больше половины. Однако на высоте, где легочная вентиляция возрастает до 130 л, а частота гребков и дыханий не увеличивается, средняя глубина дыхания будет уже не 3, а около 4 л. Осуществлять каждый вдох в 4 л при всей жизненной емкости легких 5 л — задача для органов дыхания пловца чрезвычайно трудная. Затруднения в дыхании могут быть одной из важных причин снижения скорости плавания и более раннего утомления пловца.

Таковы общие физиологические предположения, которые можно было сделать до непосредственного изучения изменений дыхания пловца и его спортивной работоспособности в условиях среднегорья.

Исследования работоспособности пловцов — мастеров спорта и перворазрядников — были проведены в среднегорье.

Исследованиям были подвергнуты 6 человек на протяжении 20 дней активных тренировок, включавших плавание, а также элементы общей физической подготовки и специальной активной акклиматизации (прогулки в горы на высоты до 3500 м и более).

В первую очередь перед исследователями был поставлен вопрос о функциональных возможностях дыхательной системы пловцов на уровне моря и на высоте около 2000 м. Для этого у пловцов было измерено максимальное потребление кислорода при мышечной работе на велоэргометре. Испытуемый после хорошей разминки вращал педали велоэргометра сначала с умеренной, а затем со все возрастающей частотой и при постепенном увеличении сопротивления вращению, создаваемого конструкцией прибора. Через несколько минут, когда дыхание и кровообращение достаточно усилились, чтобы дойти до предела своих возможностей, спортсмену давалась команда работать в полную силу, так, как он это делает на финише соревнования. Дыхание в это время не следует сдерживать, оно должно быть достаточно глубоким и частым. Дыхание осуществляется через специальный дыхательный клапан, который не создает заметного сопротивления дыханию.