В настоящее время достаточно хорошо изучена реакция сердца на нагрузки различной мощности [1, 2]. Все это явилось основой для развития физиологических основ физических упражнений. Однако исследований, посвященных изучению механизмов срочной адаптации насосной функции сердца к физическим нагрузкам малой мощности, недостаточно. Хотя такие нагрузки приводят к значительным изменениям в деятельности сердца [3, 4, 5], и они составляют большую часть движений человека в его повседневной жизни.
Целью исследования явилось изучение особенностей насосной функции сердца на физические нагрузки малой мощности в группах юношей и девушек 20–22 лет.
Методы и методы исследования
Испытуемые обследовались в условиях покоя и при велоэргометрических нагрузках различной мощности. В качестве первой нагрузки была предложена работа ступенчато-возрастающей мощности, при которой мощность первой ступени равнялась 0,25 Вт/кг, мощность второй – 0,50 Вт/кг, мощность третьей – 0,75 Вт/кг. Вторая нагрузка состояла во вращении педалей велоэргометра без какого-либо сопротивления их вращению, т.е. при мощности равной 0 Вт/кг. Третья нагрузка заключалась в пассивном вращении педалей велоэргометра при 60 об/мин. Все нагрузки проводились в разные дни. Для выявления особенностей в деятельности сердца в группах юношей и девушек проводилась запись дифференциальной реограммы, по которой высчитывались следующие показатели насосной функции сердца: ЧСС, УОК, МОК.
Результаты исследования и их обсуждение
Проведенное исследование показало, что независимо от физических нагрузок наблюдается увеличение показателей насосной функции сердца. При этом наибольшие изменения данных показателей отмечались при физической нагрузке возрастающей мощности (0,25; 0,50 и 0,75 Вт/кг). Так, ЧСС на достоверную величину была больше при данной физической нагрузке (таблица). При вращении педалей велоэргометра с отсутствием внешнего сопротивления (0 Вт) и пассивном вращении педалей (см. таблицу) также отмечается повышение ЧСС, но этот факт имеет зависимость от пола. Так, у девушек повышение ЧСС (p < 0,05) отмечено к тридцатой секунде. У юношей такого рода изменения в хронотропной реакции сердца при вращении педалей велоэргометра с отсутствием внешнего сопротивления (0 Вт) и пассивном вращении педалей нами не отмечено. Исследование показало, что повышение ЧСС при пассивном вращении педалей носит временный характер и к последующим минутам выполнение нагрузки наблюдается тенденция к урежению ЧСС. Нами установлено, что на шестой и девятой минутах работы имеются различия (p < 0,05) в ЧСС между вращением педалей без внешнего сопротивления (0 Вт) и пассивным вращением педалей.
Изучение динамики ударного объема крови в ходе исследования показало, что максимальные изменения УОК были отмечены при физической нагрузке возрастающей мощности (см. таблицу). Установлено, что независимо от пола и типа физической нагрузки к тридцатой секунде наблюдалось повышение УОК (p < 0,05). Между пассивным вращением и вращением педалей велоэргометра при отсутствии внешнего сопротивления (0 Вт) нами обнаружены достоверные различия с третьей по девятую минуту работы.
Реакция насосной функции сердца юношей и девушек на физические нагрузки малой мощности (М ± m)
|
Физическая нагрузка возрастающей мощности |
||||||
|
Показатели |
Юноши |
|||||
|
ССС |
покой |
0,25 Вт/кг |
0,5 Вт/кг |
0,75Вт/кг |
||
|
30 с |
1 мин |
3 мин |
6 мин |
9 мин |
||
|
ЧСС, уд/мин |
72,1 ± 2,7 |
76,1 ± 2,8▫ |
78,2 ± 2,8▫ |
82,3 ± 3,0▫ |
89,2 ± 3,3▫ |
97,0 ± 3,5▫ |
|
УОК, мл |
63,2 ± 2,3 |
75,2 ± 2,7 |
76,1 ± 2,8 |
78,0 ± 2,9 |
89,2 ± 3,3*▫ |
96,3 ± 3,5▫ |
|
МОК, мл |
4347,1 ± 160,8 |
5700,3 ± 210,9 |
5928,0 ± 219,3 |
6396,2 ± 236,7 |
7921,0 ± 293,0* |
9312,2 ± 344,5* |
|
Показатели |
Девушки |
|||||
|
ЧСС, уд/мин |
73,0 ± 2,7 |
86,1 ± 3,2▫ |
89,2 ± 3,3▫ |
96,0 ± 3,6▫ |
100,1 ± 3,7▫ |
110,2 ± 4,1▫ |
|
УОК, мл |
57,5 ± 2,1 |
69,5 ± 2,6◊ |
71,0 ± 2,6◊ |
73,5 ± 2,7◊ |
79,5 ± 2,9▫ |
82,0 ± 3,0▫ |
|
МОК, мл |
4255,2 ± 157,4 |
5977,1 ± 221,1*◊ |
6319,0 ± 233,8◊ |
7056,3 ± 261,0*◊ |
7950,0 ± 294,1* |
9020,4 ± 333,7* |
|
Вращение педалей при отсутствии внешнего сопротивления (0 Вт) |
||||||
|
Показатели |
Юноши |
|||||
|
ССС |
покой |
30 с |
1 мин |
3 мин |
6 мин |
9 мин |
|
ЧСС, уд/мин |
71,1 ± 2,7 |
75,69 ± 3,5 |
78,9 ± 3,6 |
78,9 ± 3,633▫ |
77,0 ± 2,7▫ |
76,9 ± 3,112▫ |
|
УОК, мл |
63,2 ± 2,3 |
71,28 ± 1,8*х |
73,8 ± 1,9▫ |
75,5 ± 1,893х▫ |
76,5 ± 1,898х▫ |
76,7 ± 1,944▫ |
|
МОК, мл |
4347,1 ± 160,8 |
5390,0 ± 258,0*х |
5820,0 ± 217,0х▫ |
5960,0 ± 237,0 |
6140,0 ± 185,0 |
5890,0 ± 230,0 |
|
Показатели |
Девушки |
|||||
|
ЧСС, уд/мин |
71,0 ± 2,7 |
82,17 ± 2,3* |
87,5 ± 2,2 |
87,7 ± 1,2х▫ |
87 ± 1,36х▫ |
86 ± 1,36х▫ |
|
УОК, мл |
57,5 ± 2,1 |
61,46 ± 1,4 |
66,0 ± 1,8*х▫ |
69,3 ± 2,1х▫ |
70,2 ± 2,11х▫ |
70,5 ± 2,11х▫ |
|
МОК, мл |
4255,2 ± 157,4 |
5050,0 ± 160,0* |
5780,0 ± 220,0*х▫ |
6077,61 ± 520,0 |
6107,4 ± 520,0 |
6063 ± 540,0 |
|
Пассивное вращение педалей |
||||||
|
Показатели |
Юноши |
|||||
|
ССС |
покой |
30 с |
1 мин |
3 мин |
6 мин |
9 мин |
|
ЧСС, уд/мин |
73,1 ± 2,7 |
68,89 ± 3,1▫ |
75,01 ± 3,222▫ |
74,37 ± 3,33▫ |
73 ± 3,641▫ |
72,75 ± 4,373 |
|
УОК, мл |
63,2 ± 2,3 |
61,33 ± 2,344х |
67,4 ± 2,774▫ |
68,03 ± 1,038х▫ |
68,91 ± 2,727х▫ |
70,32 ± 2,403▫ |
|
МОК, мл |
4347,1 ± 160,8 |
4220,0 ± 71,0х▫ |
5050,0 ± 45,0*х |
5060,0 ± 77,0 |
5530,0 ± 56,0*▫ |
5120,0 ± 80,0* |
|
Показатели |
Девушки |
|||||
|
ЧСС, уд/мин |
70,0 ± 2,7 |
82,11 ± 1,35*▫ |
83,5 ± 1,39▫ |
82,11 ± 1,35х▫ |
81 ± 1,63х▫ |
79,89 ± 1,12х |
|
УОК, мл |
57,5 ± 2,1 |
60,29 ± 0,91◊ |
60,29 ± 0,91х▫◊ |
59,96 ± 0,69х▫◊ |
60,29 ± 0,91х▫ |
61,16 ± 0,56х▫ |
|
МОК, мл |
4255,2 ± 157,4 |
4950,0 ± 100,0*▫◊ |
5030,0 ± 110,0х◊ |
4920,0 ± 70,0◊ |
4640,0 ± 110,0▫ |
4820,0 ± 60,0 |
Примечание. * – Р < 0,05 в динамике внутри одной функциональной пробы; х – Р < 0,05 между вращением педалей при отсутствии внешнего сопротивления (0Вт) и пассивным вращением педалей; ▫ – Р < 0,05 по половому признаку между одинаковыми функциональными пробами; ◊ – Р < 0,05 между физической нагрузкой 0,25 Вт и пассивным вращением педалей.
К тридцатой секунде независимо от пола зафиксировано повышении МОК (p < 0,05) как у юношей при нагрузке мощностью 0,5 Вт/кг, так и у девушек – при 0,75 Вт/кг. Как следует из вышесказанного максимальные значения МОК получены при физической нагрузке возрастающей мощности (см. таблицу), минимальные − при пассивном вращении (см. таблицу). Абсолютная разница среднего значения МОК между функциональными пробами выглядит следующим образом: разница между возрастающей физической нагрузкой и 0 Вт – 6000–6200 мл; между 0 Вт и пассивным вращением педалей – 900–1100 мл. Указанные различия носят достоверный характер.
Таким образом, в ходе изучения насосной функции сердца на физические нагрузки малой мощности установлены особенности адаптивных реакций на каждую из функциональных нагрузок, которые имеют свои особенности от пола. Кроме того, в ходе исследования были установлены различия по показателям ЧСС, УОК и МОК между вращением педалей без внешнего сопротивления и пассивным вращением педалей.
Выводы
1. В группах юношей и девушек 20–22 лет показатели частоты сердечных сокращений при физической нагрузки малой мощности имеют зависимость от половых особенностей. В группах девушек 20–22 лет частота сердечных сокращений увеличивается к тридцатой секунде независимо от функциональной пробы, у юношей – наблюдается лишь тенденция к повышению ЧСС.
2. В группах юношей и девушек 20–22 лет ударный объем крови увеличивается при вращении педалей без внешнего сопротивления (0 Вт/кг), при физической нагрузке 0,25 и 0,75 Вт/кг, а также у девушек 20–22 лет при пассивном вращении педалей велоэргометра.
3. В группах юношей и девушек 20–22 лет увеличение минутного объёма кровообращения отмечено к тридцатой секунде каждой из функциональных проб, а также при физической нагрузке мощностью 0,50 Вт/кг у юношей и 0,75 Вт/кг у девушек.
4. В группах юношей и девушек 20–22 лет минутный объем кровообращения при вращении педалей без внешнего сопротивления больше, чем при пассивном вращении педалей. Это зависит от продолжительности функциональной пробы, так, у юношей различия зафиксированы с первой по девятую минуту работы, у девушек − только на первой минуте нагрузки. У юношей и девушек 20–22 лет различия в минутном объеме кровообращения между пассивным вращением педалей велоэргометра, вращением педалей без внешнего сопротивления (0 Вт/кг) и физической нагрузкой малой мощности тем выше, чем больше мощность нагрузки.
Рецензенты:
Нигматуллина Р.Р., д.б.н., профессор кафедры нормальной физиологии ФГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития РФ, г. Казань;
Усенко В.И., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии и токсикологии имени Н.А.Сошественского ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана» Министерства сельского хозяйства РФ, г. Казань.
Работа поступила в редакцию 28.11.2012.