CC BY
89
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 612.821
А.А. Новиков, А.В. Михайлова, А. С. Давыдов, А.В. Смоленский
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ СТРЕЛКОВЫХ ВИДОВ СПОРТА
Представлены результаты исследований особенностей вегетативной регуляции сердечного ритма, ортостатической устойчивости и распространенности нарушений процессов реполяризации по данным ЭКГ-исследования 90 спортсменов, специализирующихся в стрелковых видах спорта. Выделены группы наиболее и наименее вегетативно устойчивых спортсменов.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, активная ортостатическая проба, нарушение процессов реполяризации, вегетативная устойчивость, вегетативный статус, спортсмены-стрелки.
Развитие современных физиологических исследований вариабельности сердечного ритма позволяет более полно интерпретировать показатели вегетативной регуляции системы кровообращения, по-новому взглянуть на интерпретацию других физиологических показателей вегетативной регуляции и адаптации организма спортсмена к изменяющимся условиям функционирования. Это требует системного, синтетического подхода в изучении вегетативной регуляции и устойчивости физиологических функций организма.
Известно, что «в живом организме все подчиняется регуляции, все управляется регуляцией, невозможно дать истинную оценку функционального состояния организма и его адаптационных возможностей без определения качества регуляции» [1].
Другим важным фактором оценки вегетативной регуляции является реакция организма на активный и пассивный переход из горизонтального в вертикальное положение, называемый ортостатической реакцией. При переходе в ортостатическое положение активируется симпатический отдел вегетативной нервной системы, обеспечивающий устойчивость гемодинамики в ортостазе. Нормальная реакция на ортостатическую пробу определяется отсутствием жалоб, увеличением ЧСС на 20-40% от исходного уровня [2].
По классификации Mitchell стрелковые виды спорта относятся к видам спорта с низкой статической и динамической нагрузкой. С точки зрения физиологии наибольшим нагрузкам в стрельбе подвергается ЦНС. Невозможно полностью отделить психоэмоциональное напряжение от напряжения вегетативной нервной системы. Повышенные требования к концентрации, вниманию, координационным способностям на каждой из тренировок могут привести не только к психоэмоциональному, но и к вегетативному утомлению, а так же к перенапряжению отдельных органов и систем организма. Это не может не сказаться как на специальной, так и на общей работоспособности спортсменов.
Материалы и методика исследований
В исследовании приняли участие 90 спортсменов стрелковых видов спорта. Обследования проводились на базе кафедры спортивной медицины РГУФКСМиТ, а также в условиях учебнотренировочных сборов.
Всем спортсменам проводилось электрокардиологическое исследование на электрокардиографе Nikhon в покое и на фоне активной ортостатической пробы, исследование вариабельности сердечного ритма с использованием программно-аппаратного комплекса НТЦ Медасс АВС-01 «Медасс».
Нами при анализе результатов, полученных в исследовании, учитывались такие показатели, как общая мощность спектра (TP), отражающая процессы восстановления, протекающие в организме после тренировочных и особенно соревновательных нагрузок, а также суммарный эффект воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции [3]. Ряд исследователей отмечают, что высокие значения ТР свидетельствуют о преобладании автономного контура регуляции сердечного ритма [4]. Колебания суммарной мощности, как и колебания абсолютных значений мощности различных волн спектра, могут говорить о неустойчивости регуляторных систем сердечного ритма. Есть мнение, что у спортсменов высокой квалификации нормальные значения общей мощности спектра составляют 3000±1998 мс2 и снижаются после нагрузки [5].
Важными из регистрируемых показателей являются мощность высокочастотной составляющей спектра (дыхательные волны) (HF), которая отражает активность парасимпатического звена регуляции сердечного ритма [6-8]; мощность низкочастотной составляющей спектра (LF), которая отражает состояние симпатического отдела вегетативной нервной системы, в частности системы регуляции сосудистого тонуса [6], а также активность вазомоторного центра [9].
Также в качестве одного из основных показателей нами была взята мощность очень низкочастотной составляющей спектра (VLF). По мнению многих авторов, этот показатель характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, влияние надсегментарного уровня регуляции. Амплитуда VLF отражает психоэмоциональное состояние, напряжение и функциональное состояние коры головного мозга, а также энергометаболический уровень регуляции. Очень низкочастотная составляющая спектра хорошо отражает энергодефицитные состояния и состояния гиперадаптации [1; 6; 7; 9; 10]. Некоторые исследователи считают, что преобладание VLF-волн в общем спектре может указывать на дизрегуляцию, а также снижение функциональных и адаптивных возможностей организма [11]. Другие связывают данный показатель с различными гуморальными факторами. Принято считать, что увеличение низкочастотной составляющей связано с преобладанием гуморально-метаболического влияния, увеличением концентрации катехоламинов, которые оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему [8; 12; 13].
Оценка вариабельности ритма сердца проводилась по показателям стресс-индекса ^1), отражающего степень напряжения регуляторных систем сердечного ритма [1; 9], активность механизмов симпатической регуляции и характеризующего состояние центрального контура регуляции [1; 6]. Данный показатель увеличивается при усилении тонуса симпатической нервной системы как при физических, так и при психоэмоциольных нагрузках [1]. Соответственно снижение показателя SI свидетельствует об усилении парасимпатических влияний на ритм сердца [7].
Оценка функционального состояния регуляторных систем у здоровых людей и спортсменов по данным ВСР [1].
SI (усл. ед.) >100; VLF(мс2) >240 - умеренное преобладание центральной регуляции сердечного ритма, снижение активности автономного контура регуляции, умеренное напряжение регуляторных систем организма (I тип регуляции).
SI (усл. ед.) >100; VLF(мс2) <240 - выраженное преобладание симпатической регуляции сердечного ритма, резкое увеличение активности центральной регуляции над автономной (II тип регуляции).
SI (усл. ед.) >25 и <100; VLF(мс2) >240 - умеренное преобладание автономной регуляции сердечного ритма, оптимальное состояние регуляторных систем организма (III тип регуляции).
SI (усл. ед.) <25; VLF(мс2) >500; ТР(мс2) > 8000-10000 - выраженное преобладание автономной регуляции сердечного ритма (IV тип регуляции).
Нарушения процессов реполяризации определялись по снижению амплитуды зубца Т на электрокардиограмме.
Результаты и их обсуждение
По соотношению показателей стресс-индекса и спектра волн очень низкой частоты спортсмены были разделены на 4 группы в зависимости от типа регуляции сердечного ритма [1].
Согласно предложенной классификации из обследованных нами спортсменов была выделена группа, составившая 10% от общего числа обследованных (9 человек). Спортсменов данной группы характеризовало умеренное преобладание симпатической и центральной регуляции сердечного ритма, снижение активности автономного контура регуляции, а также умеренное напряжение регуляторных систем организма. Данные спортсмены вошли в I группу и имели I тип регуляции сердечного ритма.
Среднее значение общей мощности спектра в данной группе составили 1276,4 мс2, что также может отражать умеренную централизацию регуляции сердечного ритма.
Стоит отметить, что для показателя HFn нормой является диапазон от 26 до 32% по евро-американскому стандарту. Так, в норму по данному показателю вошли всего два человека данной группы, причем у одного из них было выявлено нарушение процессов реполяризации (НПР).
Как известно, по евро-американскому стандарту LFn в норме составляет 50-58%, в то время как в I группе средний показатель LFn составил 30,26% и ни у одного человека не превышал 35%. Учитывая этот факт, можно говорить о снижении активности вазомоторного центра в данной группе.
II группа спортсменов составила 16,6% от общего числа обследованных (15 человек). Спортсмены данной группы имели II тип регуляции сердечного ритма. Отличала спортсменов этой группы совокупность следующих показателей: выраженное преобладание симпатической регуляции сердечного ритма, резкое увеличение активности центральной регуляции над автономной, сниженное функциональное состояние регуляторных систем, состояние вегетативной дисфункции. Все они могут отражать состояние выраженного утомления, перетренированности. А у спортсменов высокого класса в короткий предсоревновательный период могут отражать пик спортивной формы.
Среднее значение общей мощности спектра в данной группе было равно 822 мс2, что может свидетельствовать о выраженной централизации регуляции сердечного ритма. По показателю HFn, так же как и в первой группе, в норму вошли всего два человека. По показателю LFn можно выделить трех человек, которые вошли в переделы нормы. Самой многочисленной оказалась третья группа, которая составила 41,1% от общего числа обследованных (37 человек). Спортсмены данной группы имели III тип регуляции сердечного ритма. У них отмечалось умеренное преобладание парасимпатической активности, оптимальное состояние регуляторных систем организма.
При нормальных значениях общей мощности спектра сердечного ритма, равных в среднем 4,198 мс2, стоит отметить неустойчивость этого показателя в данной группе. По-видимому, данный показатель может отражать различные этапы процессов восстановления организма спортсменов. По показателю HFn всего у двух человек физическое состояние здоровья оказалось в пределах нормы. По показателю LFn - у одного человека входит в диапазон нормы. Необходимо отметить неустойчивость соотношения волновых составляющих спектра внутри данной группы.
Для IV группы, составившей 15,5% (14 человек), которая имела IV тип регуляции сердечного ритма, было характерно выраженное преобладание парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Этот тип регуляции может иметь как физиологический, так и патологический характер, отражать состояние переутомления, перенапряжения, перетренированности, у спортсменов же высокого класса отражать высокий уровень тренированности.
Средние показатели общей мощности спектра в данной группе составили 9,316 мс2, что указывает на преобладание автономного контура регуляции сердечного ритма, а также отражает активизацию восстановительных процессов, протекающих в организме спортсменов. По показателю HFn всего два человека вошли в диапазон нормы. Ни один из обследованных нами спортсменов не вошел в пределы нормы по LFn -показателю. Также стоит отметить неустойчивость соотношения волновых составляющих спектра при достаточно небольших колебаниях общей мощности спектра в данной группе. Возможно, это вызвано тем, что процессы восстановления в данной группе протекают за счет различных механизмов.
В ходе анализа полученных данных нами была выделена особая группа спортсменов. Эти спортсмены имели нормальные показатели стресс-индекса, то есть относились к третьему типу регуляции, но имели низкие показатели очень низкочастотной составляющей спектра (VLF). Данная группа составила 16,6% от общего числа обследованных (15 человек).
Средние значения общей мощности спектра в данной группе находились в пределах нормы и составили 2,516 мс2. Также стоит отметить незначительные колебания данного показателя внутри группы. Однако по Юп-показателю ни один спортсмен не вошел в пределы нормы. Только один обследованный имел нормальные значения LFn-показателя. Вновь отмечается неустойчивость соотношения волновых составляющих спектра. Учитывая низкие показатели VLF, можно говорить о некотором энергодефиците в данной группе, а также об истощении гуморально-метаболических механизмов.
В ходе исследования нами были выявлены спортсмены, имеющие нарушение процессов реполяризации - 19 человек (21,1%), у которых данные изменения на ЭКГ в ряде случаев сочетались с неадекватной реакцией при проведении ортостатической пробы.
Стоит обратить внимание и на то, что наилучшей вегетативной устойчивостью, по результатам ортостатической пробы, отличались спортсмены I группы, где 77,7% обследованных, по показателям прироста ЧСС, оказались в переделах нормы (рис. 1). Кроме того, у всех спортсменов данной группы неадекватная реакция характеризовалась недостаточным приростом ЧСС в ответ на проведение активной ортостатической пробы. Нарушение процессов реполяризации (НПР) было выявлено только у одного спортсмена, что составило 11,1% от числа обследованных в данной группе (рис. 2).
Также было выявлено, что спортсмены III группы показали хорошую вегетативную устойчивость, о чем говорит высокий процент лиц (56,7%), имеющих адекватную реакцию прироста ЧСС в
ответ на переход в ортостаз. При этом вегетативно неустойчивые спортсмены данной группы в основном характеризовались чрезмерным приростом ЧСС (рис. 1). А у четырех спортсменов вообще не было выявлено динамики ЧСС при переходе в ортостаз. Следует отметить, что у 13,5% (5 человек) обследованных этой группы были выявлены НПР, и только у двух человек они сочетались с резко недостаточным приростом ЧСС при переходе в ортоположение. Остальные спортсмены III группы, имеющие данный синдром, имели адекватную реакцию ЧСС при проведении активной ортостатической пробы (рис. 2).
80
60
40
20
0
I группа
группа III группа IV группа особая группа
Адекватный прирост ЧСС (%)
Рис. 1. Результат проведения ортостатического тестирования
I группа II группа III группа IV группа особая группа
| Лица, имеющие НПР (%)
Рис. 2. Лица, имеющие НПР в % по группам вегетативного статуса
Меньшей вегетативной устойчивостью обладали спортсмены особой группы, где нормальные показатели прироста ЧСС в ответ на проведение активной ортостатической пробы были выявлены только у 40% (рис. 1). Чаще встречался недостаточный прирост ЧСС. Данные спортсмены имели показатели стресс-индекса в пределах нормы, но показатели мощности очень низкочастотной составляющей спектра (VLF) были низкими, что может свидетельствовать о том, что спортсмены данной группы были подвержены психоэмоциональному напряжению или имели энергодифицитное состояние. С этими особенностями данной группы можно связать и самый высокий среди групп процент распространенности НПР - изменения на ЭКГ были выявлены у 33,3% спортсменов данной группы (рис. 2).
Еще меньший процент адекватного прироста ЧСС при переходе в ортостаз был отмечен во II и IV группах. Так, спортсмены II группы гораздо более часто имели недостаточный прирост ЧСС, что
может свидетельствовать о выраженном утомлении или перетренированности. Стоит заметить, что лишь у одного человека не было выявлено прироста ЧСС при проведении активной ортостатической пробы. Нормальные показатели прироста ЧСС были зарегистрированы только у 26,6% обследованных спортсменов (рис. 1). Кроме того, необходимо отметить немалый процент распространенности НПР в данной группе (26,6%) (рис. 2). Примечательно, что у спортсменов данной группы НПР всегда встречаются при неадекватной реакции в ответ на проведение активной ортостатической пробы.
Также нами было выявлено, что спортсмены IV группы показали самую низкую вегетативную устойчивость из всех пяти групп обследованных спортсменов. Только 21,4% имели адекватный прирост ЧСС в ответ на проведение активной ортостатической пробы (рис. 1). Кроме того, нами было выявлено 28,5% лиц, имеющих НПР (рис. 2). Стоит отметить, что только один спортсмен с НПР имел резко выраженный чрезмерный прирост ЧСС, а остальные спортсмены с тем же синдромом имели недостаточный прирост ЧСС в ответ на проведение активной ортостатической пробы. Примечательно, что адекватного прироста ЧСС при переходе в ортостатическое положение у спортсменов с НПР выявлено не было. Они имели в покое в положении лежа брадикардию или брадиаритмию.
В первой, второй и особой группах чаще встречался недостаточный прирост ЧСС при переходе в ортостаз, что можно связать с изначальной высокой активностью симпатического отдела в покое в положении лежа.
Выводы
1. Исследование вариабельности сердечного ритма позволяет выделить особенности вегетативной регуляции организма спортсмена.
2. В ряде случаев неадекватная реакция в ответ на проведение активной ортостатической пробы может сочетаться с нарушением процессов реполяризации.
3. Выделены так называемые группы риска, в которых нарушения процессов реполяризации встречаются наиболее часто.
4. Спортсмены групп риска нуждаются в более частом и тщательном контроле при проведении врачебно-педагогических наблюдений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. 255 с.
2. Масленникова С.Н. Методы функционального исследования сердечно-сосудистой системы в спортивномедицинской практике: метод. рекомендации. М.: Министерство здравоохранения СССР, 1990. 13 с.
3. Калинина И.Н. Гендерные особенности вегетативного статуса у здоровых лиц в возрасте 15-60 лет // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. сим-поз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 121-124.
4. Кожевников В.С., Шлык Н.И. Индивидуальный портрет ВСР в покое и при ортостатическом тестировании у спортсмена-ходока в подготовительном тренировочном периоде // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 140-141.
5. Велибеков Я.В., Викулов Я.В. Регуляция сердечной деятельности и интенсивность процессов восстановления у спортсменов высокой квалификации // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 63-65.
6. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуц-кий Д.А., Семенов Ю.Н., Федоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем // Вестн. аритмологии. 2001. №24. С. 65-87.
7. Воронина Г.А., Сафарова Р.И. Характеристика основных параметров вариабельности сердечного ритма как показатель тренированности лыжников-гонщиков // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 65-68.
8. Калмыкова А.В., Миронова Т.Ф., Драчук Е.Б. Вариабельность сердечного ритма при бронхиальной астме // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 129-132.
9. Берсенев Е.Ю. Спортивная специализация и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 42-45.
10. Калабин О.В., Спицин А.П. Изменения временных и спектральных показателей ВСР у спортсменов, занимающихся силовым троеборьем (пауэрлифтингом), в зависимости от уровня мастерства // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с меж-дунар. участием. Ижевск, 2008. С. 115-118.
11. Кожевников В.С., Шлык Н.И. Особенности ВСР у спортсменов-ходоков при подготовке к чемпионату России // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 142-143.
12. Воропаев Д.С., Ежова О.А. Взаимосвязь вариабельности ритма сердца и нейродинамических свойств нервной системы у подростков 14-16 лет // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 68-71.
13. Иванов Г.Г., Дворников В.Е. Структура сердечного ритма при анализе PP- и RR-интервалов при проведении теста с физической нагрузкой // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. Ижевск, 2008. С. 106.
Поступила в редакцию 14.02.12
A.A. Novikov, A. V. Mikhailova, A.S. Davydov, A. V. Smolenskiy
Use of heart rhythm variability analysis for the training control of sportsmen specializing in shooting sports
The present article offers the results of analysis of the heart rhythm vegetative regulation peculiarities, orthostatic
stability and extension of abnormalities in the process of repolarization in accordance with the EKG results of 90
sportsmen specializing in shooting sports. We have picked out groups of most and least vegetostable sportsmen.
Keywords: heart rhythm variability, active orthostatic test, abnormalities in repolarization process, vegetostability,
vegetative status, sportsmen-shooters.
Новиков Александр Александрович, аспирант
Михайлова Анастасия Владимировна, кандидат медицинских наук, доцент
Давыдов Александр Сергеевич, аспирант
Смоленский Андрей Вадимович, доктор медицинских наук, профессор
Novikov A.A., postgraduate student Mikhailova A.V.,
candidate of medical science, associate professor Davydov A. S., postgraduate student Smolenskiy A.V.,
doctor of medical science, professor
ФГОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма» (ГЦОЛИФК) 105122, Россия, г. Москва, Сиреневый бульвар, 4 E-mail: [email protected]
Russian State University of Physical Culture, Sports, Youth and Tourism 105122, Russia, Moscow, Sireneviy blvd, 4 E-mail: [email protected]
