Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Марков К.К. 1, 2 Иванова О.А. 3 Сивохов В.Л. 4 Сивохова Е.Л. 3

---

1 Научно-исследовательский Иркутский государственный технический университет

2 ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

3 Центр медико-биологических исследований НИ ИрГТУ

4 Центр спортивной подготовки сборных команд

В статье представлены результаты экспериментальных исследований особенностей физиологических реакций спортсменов, тренирующихся в видах спорта с различной метаболической основой тренировочного процесса. Обследовано 69 спортсменов с разной направленностью тренировочных нагрузок. Цель работы – оценить исходную структуру и особенности вегетативной реактивности и вариабельности сердечного ритма в ответ на стандартизированную нагрузочную пробу PWC170 у спортсменов, тренирующих преимущественно аэробные и скоростно-силовые качества. Установлено, что у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса исходные параметры вариабельности сердечного ритма сравнимы по многим параметрам, а достоверные различия появляются только после проведения нагрузочного тестирования. Выявлено два различных типа вегетативной реактивности: «экономичный», характерный для лиц, тренирующихся на выносливость, и «затратный», регистрируемый у спортсменов скоростно-силовых видов спорта.

Статья в формате PDF

310 KB

вариабельность сердечного ритма

физическая нагрузка

вегетативная реактивность

1. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиологических систем: методические рекомендации. – М., 2002. – 53 с.

2. Баевский P.M., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. – М.: Медицина, 1997. – 256 с.

3. Баевский Р.М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. – М.: Наука,1984. – 219 с.

4. Берсенев Е.Ю. Спортивная специализация и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма // Тезисы докладов IV Всероссийского симпозиума. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. – 2008. – С. 42.

5. Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. Рабочая группа Европейского кардиологического общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии // Вестник аритмологии. – 1999. – № 11. – С. 53–78.

6. Марков К.К., Сивохов В.Л., Иванова О.А., Семенов Д.А. Управление тренировочным процессом спортсменов в спорте высших достижений на основе анализа характеристик вариабельности ритма сердца // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12. – С. 179–182.

7. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения. – Иваново, ИГМА, 2002. – С. 228–248.

8. Сивохов В.Л., Сивохова Е.Л., Миролевич Д.В. Современное медико-биологическое обеспечение занимающихся физической культурой и спортом. Иркутск. Центр медико-биологических исследований ИрГТУ, 2010. – 164 с.

9. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н. Анализ вариабельности сердечного ритма и дисперсионного картирования ЭКГ у участников параллельных исследований «Марс-500» с разными преобладающими типами вегетативной регуляции // Вестник Удмуртского университета. – 2012. – С. 109–113.

В настоящее время в практике спортивной медицины все шире используется метод оценки вариабельности сердечного ритма (ВСР), который является простым, неинвазивным и информативным методом исследования воздействия вегетативной нервной системы на функцию сердечной деятельности [1; 7; 8]. С помощью ВСР можно оценить текущее функциональное состояние и адаптационные резервы организма спортсмена, на ранних этапах выявить состояния дезадаптации и перетренированности, а также более рационально построить тренировочный процесс [6]. По мнению многих авторов, ВРС является интегральным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом [2; 3; 8]. Ухудшение показателей ВСР предшествует существенным функциональным нарушениям и является наиболее ранним прогностическим признаком неблагополучия состояния обследуемого [1; 8]. Этим можно объяснить повышенный интерес исследователей к использованию в спортивной медицине методов оценки ВСР после физических нагрузок, позволяющих определять степень адаптации и расходование резервов с целью оценки функционального состояния организма спортсменов и коррекции тренировочного процесса [7; 8].

Вегетативная нервная система (ВНС) представляет собой сложную многоуровневую структуру, являясь основным регулятором деятельности сердечно-сосудистой системы и метаболизма. Симпатический отдел отвечает за мобилизацию функциональных резервов, а парасимпатический играет защитно-приспособительную роль при стрессорных воздействиях. Учитывая вышесказанное, данный метод представляет большой интерес, особенно когда речь идет о спорте высших достижений.

За последние несколько лет появилось немало исследований, направленных на изучение ответной реакции ВНС на различные функциональные пробы, в частности активную ортопробу, с физической нагрузкой (ФН) и др. [2; 5; 6]. Представляется, что это наиболее перспективное направление, которое позволяет оценить не только текущее функциональное состояние спортсмена, но и выявить возможные неадекватные реакции, а также охарактеризовать вегетативное обеспечение деятельности, а значит понять: насколько адаптационный потенциал организма адекватен предъявленной нагрузке. В литературе имеются немногочисленные данные об использовании нагрузки субмаксимальной мощности в качестве раздражающего фактора. Это представляет большой интерес ввиду универсальности и хорошо отработанной методики проведения теста PWC170 у спортсменов на различных этапах подготовки к соревнованиям.

Материалы и методы исследования

Физическая работоспособность в субмаксимальной зоне интенсивности нагрузки определялась тестом PWC₁₇₀. Этот тест рекомендован Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) не только для спортсменов, но и для обычных людей, даже с заболеваниями сердечно-сосудистой системы [8]. Тестирование проводилось в зависимости от вида спорта либо на тредбане – Cadiosoft-T-2100 (США), либо на велоэргометре Tunturi E-260 (Финляндия) с синхронной записью ЭКГ. Анализ ВРС осуществлялся с помощью аппаратно-программного комплекса Omegawave (США). Анализировались: показатели работоспособности – PWC₁₇₀ и PWC_170/кг (кгм/мин), индекс восстановления (ИВ) в усл. ед., скорость восстановления по пульсу, ударов в минуту [7]. Анализ ВРС проводился методом кардиоинтервалографии (HVR) в трех стандартных отведениях в положении «лежа», до и через 5 мин после нагрузки.

Оценивались основные показатели спектрального анализа ВРС:

● общая мощность (Total Power, TP) и ее составляющие в процентах;

● мощность высокочастотного компонента спектра (High Freguency, HF), характеризующая воздействие на синусовый узел парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и сопряженная с дыхательными волнами;

● мощность низкочастотного компонента спектра (Low Freguency, LF) – связана с активностью постганглионарных симпатических волокон и отражает модуляцию ритма сердца симпатического отдела вегетативной нервной системы [8].

Природа мощности низкочастотного компонента спектра (VLF) в настоящее время остается наименее изученной. Согласно некоторым источникам [8] VLF характеризует влияние высших корковых вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и может быть использован как надежный маркер степени связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными. Увеличение их значений является вегетативным коррелятором тревоги и наблюдается при психоэмоциональных нагрузках и стрессе [2; 3]. По нашим наблюдениям высокий уровень VLF регистрировался при повышенном артериальном давлении и гипертонической реакции на нагрузку.

Оценивается вклад указанных компонентов в общую мощность спектра (TP) в процентах, а также мощность LF и HF волн в нормализованных единицах и соотношение LF/HF. Снижение значения соотношения LF/HF расценивается как повышение функционального резерва у спортсменов [7; 8].

Из параметров кардиоинтервалографии (КИГ, HVR) использовался интегральный показатель – индекс напряжения Баевского (ИН, Si) [7; 8].

В эксперименте обследовано 69 спортсменов высокой квалификации на этапе предсоревновательной подготовки. Группу 1 составили 30 спортсменов, тренирующих преимущественно качество аэробной выносливости (легкая атлетика, велоспорт, плавание); группа 2 – из 39 человек с акцентом на скоростно-силовом компоненте (хоккей с мячом, бокс, теннис). Обе группы значимо не различались по возрасту и полу.

Всем спортсменам проводилось обследование ВСР по общепринятой методике в горизонтальном положении в течение 5 минут до ФН и после пробы PWC170, начиная с 7 по 12 минуты восстановительного периода. Для исследования ВСР использовалась система «Omega Wave» США. Оценивали следующие показатели: средняя ЧСС (уд/мин); SDNN (мс) – стандартное отклонение всех интервалов NN; ИН – индекс напряжения регуляторных систем Баевского [1]; TP (мс²) – общая мощность спектра в диапазоне от 0 до 0,4 Гц; VLF (мс²) – мощность в диапазоне очень низких частот от 0,003–0,04 Гц; LF (мс²) – мощность в диапазоне низких частот от 0,04 до 0,15 Гц; HF(мс²) – мощность в диапазоне высоких частот от 0,15–0,4 Гц.

Физическая нагрузка (ФН) дозировалась с помощью бегового тренажера с параллельной регистрацией ЭКГ в отведениях по Нэбу, для более точной оценки ЧСС на максимуме нагрузки и в течение последних 10 с каждой из трех минут восстановительного периода. Оценку периода восстановления проводили с помощью разработанного нами критерия – скорости восстановления К_в по следующей формуле:

где fд – пульс, достигнутый в конце второй ступени нагрузки теста PWC170; f_1,2,3 – пульс в конце 1, 2, 3 минут восстановительного периода.

Результаты обрабатывались с применением непараметрических методов математической статистики, с использованием программы статистической обработки данных «Statistica 6.0» (Statsoft, США). Для описания распределения признаков использовались медианы значений, верхние и нижние квартили, различия в изучаемых группах описывались с помощью критериев Манна – Уитни, Колмогорова – Смирнова, Вилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принят р ≤ 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Исходная структура сердечного ритма по колебательному спектру в группах оказалась близка к нормативным величинам в популяции [5]. Параметры ВСР групп 1 и 2 до и после нагрузочной пробы PWC170 представлены в табл. 1. При анализе результатов исследований внутригрупповой динамики обращает на себя внимание меньший вклад VLF-компоненты спектра в обеих группах, в сравнении с нетренированными здоровыми людьми.

В исходном состоянии до ФН группы оказались сравнимы по исходному пульсу, величине SDNN и ИН Баевского, по общей мощности спектра и процентному соотношению его компонентов. При анализе абсолютных спектральных значений обнаружены следующие статистически значимые различия исходных параметров: в первой группе мощность спектра в области VLF и HF диапазонов выше, чем во второй.

Анализ показателей ВСР после пробы PWC170 у спортсменов, тренирующихся на выносливость, показал достоверное снижение только величин VLF-диапазона (p < 0,05), остальные компоненты спектра значимо не изменились. Постнагрузочные величины спортсменов скоростно-силовых видов спорта характеризовались достоверным снижением мощности во всех диапазонах частот колебательного спектра, что сопровождалось более высоким приростом ЧСС после ФН и разнонаправленной динамикой структурных компонентов спектра. Так, в этой группе отмечается достоверный прирост % LF и тенденция к увеличению вклада % VLF после ФН, а процентная доля HF-компоненты статистически значимо снижается, что можно трактовать как тип реагирования с большими нейрогуморальными и метаболическими затратами, а значит меньшим адаптационным резервом в отношении нагрузок субмаксимальной мощности.

Межгрупповой сравнительный анализ обеих групп (табл. 2) показал, что во второй группе спортсменов достоверно и значимо повышены ЧСС, ИН и % VLF после теста PWC170 при достоверном снижении величин SDNN и TP, а также спектральной мощности LF и HF диапазонов и процентного вклада HF.

Таблица 1

Анализ внутригрупповой динамики показателей вариабельности сердечного ритма спортсменов групп 1 и 2 до и после физической нагрузки

Примечание. Числовые данные в верхних строчках ячеек – медианы значений признака; в скобках – квартильный размах значений.

Таблица 2

Межгрупповое сравнение показателей ВСР спортсменов 1 и 2 групп до и после пробы PWC170

Примечание. Числовые данные в верхних строчках ячеек – медианы значений признака; в скобках – квартильный размах значений.

Обращает на себя внимание также отсутствие достоверных различий между группами по количеству проделанной работы в зоне субмаксимальной мощности нагрузки, как в абсолютных, так и в относительных величинах. Но скорость восстановления ЧСС после ФН спортсменов группы 1 достоверно выше, чем в группе 2 (соответственно 34 и 28 уд./мин).

Выводы

Результаты исследования показали, что в исходном состоянии значимых различий по процентному соотношению компонентов спектра и физической работоспособности по результатам теста PWC170 между группами не найдено. Однако у спортсменов, тренирующихся на выносливость, абсолютные значения в области HF достоверно выше.

Заметные различия между двумя группами появляются после возмущающего воздействия нагрузки субмаксимальной мощности. Можно выделить «экономичный» тип реагирования, характерный для атлетов группы 1, с меньшим приростом ЧСС после ФН, практически не изменяющимися величинами ИН, общей мощности спектра и отдельных его компонентов, за исключением достоверного снижения величин VLF (т.е. уменьшение доли влияния центрального контура регуляции). Данный тип вегетативного ответа сопровождался большей скоростью восстановления ЧСС после ФН.

С точки зрения энергетики метаболических процессов для спортсменов скоростно-силовых видов спорта, где функциональная система должна мгновенно включаться в работу, тип реагирования на нагрузку субмаксимальной мощности можно охарактеризовать как более «затратный». В данной группе более выражен прирост ЧСС и ИН, достоверно более низкая скорость восстановления пульса после теста, отмечается снижение вегетативной реактивности во всех диапазонах частот, а структурный анализ продемонстрировал очевидный рост централизации управления с возрастающим вектором % VLF и убывающим вектором % HF после ФН. В данном случае цена физиологической деятельности атлетов группы 2 выше, чем у спортсменов, тренирующих аэробную выносливость.

У спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса аэробного или скоростно-силового характера существуют специфические особенности вегетативного обеспечения, указывающие на наличие характерных «вегетативных портретов» для определенных видов спорта. Учитывая эту особенность при управлении тренировочным процессом спортсменов и оценке тренировочных эффектов, следует акцентировать внимание не столько на исходных параметрах, сколько на характере вегетативного ответа, определяющего цену физиологической деятельности предъявляемой нагрузки.

Рецензенты:

Сидоров Л.К., д.п.н., профессор, зав. кафедрой теоретических основ физической культуры, Красноярский государственный педагогический университет, г. Красноярск;

Пономарев В.В., д.п.н., профессор, зав. кафедрой физической культуры и валеологии, Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск.

Библиографическая ссылка