CC BY
23
30
Вестник Смоленской медицинской академии N° 3, 2009
УДК 612.13-052:612.766.1
корреляционные связи параметров центральной и периферической гемодинамики у ДЕВУШЕК 18-22 лет
при физических нагрузках
Г. В. КОРОТКОВА, э. А. ГОРОДНИЧЕНКО, С. Н. РЕВЕНКО
Смоленский филиал МЭИ (ТУ) Смоленский гуманитарный университет Смоленский областной физкультурный диспансер
Изучалось количество и динамика функциональных связей (г > 0,50) интегративных показателей центрального звена кровообращения - МОК (минутного объема крови) и периферического звена кровообращения - ОСК (объемной скорости кровотока в работающих скелетных мышцах предплечья) с другими показателями этих звеньев.
Использование математических методов исследования позволяет получить дополнительную информацию о возрастных особенностях адаптивных реакций физиологических систем при оценке их резервных возможностей.
Целью настоящей работы являлось выявление у девушек 18-22 лет функциональных связей в системе кровообращения в условиях мышечной деятельности.
Методика. Регистрация показателей ССС осуществлялась методами тетраполярной грудной реографии и реовазографии. В качестве регистрирующей аппаратуры использовали 12-канальный электрокардиограф «BЮSET-8000» и «Bosotron-2» (производство Германии). Работоспособность определялась с помощью электротензодинамометра. Полученные результаты обработаны статистически. Выявлялись связи МОК и ОСК с параметрами центральной гемодинамики: УО (ударный объем крови); ЧСС (частота сердечных сокращений); САД, ДАД и АДср (систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление); ДП (двойное произведение); КДО и КСО (конечно-диастолический и конечно-систолический объемы сердца); ОПСС и УПСС (общее и удельное периферическое сопротивление сосудов), а также с параметрами периферической гемодинамики: РИ (реографический индекс); Т - время реографической волны; показатели а, а/Т, ДК, ДИ (состояния и тонуса сосудистой стенки, артериол и вен). Использовалась статическая нагрузка (СН) нарастающей величины в 15% -30% - 45% от максимальной произвольной силы мышц, сгибающих кисть и предплечье, выполнявшаяся до произвольного отказа через 5-мин. интервалы отдыха.
Результаты и их обсуждение. Установлено, что между МОК и ОСК при СН нарастающей величины
средние по силе положительные связи имели место у лиц 18, 19, 20 лет только в 3 случаях из 15 рабочих моментов (при г = 0,55). Внутри центрального звена кровообращения при всех СН, независимо от возраста, были выявлены положительные функциональные связи между МОК и УО (г = 0,67 ч 0,91); МОК и КДО (г = 0,60 ч 0,85), а также отрицательные связи МОК и ОПСС (г от -0,79 до -0,94), МОК и УПСС (г от -0,76 до -0,93). Число средних по величине положительных связей МОК с КДО было в 2,2 раза больше, чем с КСО (г = 0,50 ч 0,63). С усилением прессорных воздействий на сосуды со стороны сокращенных скелетных мышц предплечья появлялись положительные связи МОК с ЧСС. Этих связей в центральном звене при СН было 6, а в периферическом 2 (г от 0,50 до 0,77).
В обоих звеньях кровообращения отмечено крайне небольшое число средних по величине связей с различными видами артериального давления. Число рабочих связей МОК с САД составило 4 из 15 возможных, с г от 0,56 до 0,61 (в 19 лет при СН = 15%; в 21 год при СН = 15%; в 22 года при СН = 30% и 45%); МОК с АДср - одна (г = 0,50). С ростом величины СН происходило неуклонное усиление механической работы сердца, однако связи средней величины МОК с ДП имели место при работе только в 6 случаях из 15 возможных (в 18 лет они вообще отсутствовали). Усиление механической работы сердца вызвало рост МОК при 2 СН в 21 и 22 года и при одной СН в 19 и 20 лет (при средних величинах корреляций от 0,51 до 0,69). При работе отсутствовали сильные связи между МОК и параметрами периферической гемодинамики. Лишь средняя по величине связь МОК с Т (г = -0,65) была обнаружена у лиц 18 лет при СН = 15%.
Общее число сильных и средних по величине связей МОК с параметрами центральной и периферической гемодинамики при всех статических нагрузках составило 112, а ОСК - 32, что было в 3,5 раза меньше (при г от 0,50 до 0,69). Наибольшее число связей ОСК с другими показателями было отмечено при СН у лиц 20 лет - 8 связей; 6 связей у лиц 22 лет; 4 связи у лиц 21 года; 3 связи у лиц 18 лет. В ряде случаев ОСК имел средние по величине
связи с параметрами центральной гемодинамики. Небольшое число отмеченных связей ОСК (в том числе с МОК) позволяет говорить о некоторой автономности в работе периферического звена кровообращения, в котором, вероятно, доминируют местные и гуморальные механизмы регуляции.
Изучение возрастных особенностей адаптивных реакций при СН показало, что их реализация происходила как за счет общих связей, отражая общность механизмов регуляции, так и специфических связей, определяемых различными резервными возможностями системы кровообращения. При всех СН функциональные связи во всех возрастах наблюдались между АДср и ДАД; УО и КДО; УО и КСО, ЧСС, ДП; КДО и КСО; САД и ДП. Четко проявлялись отрицательные функциональные связи УО и КДО с ОПСС. Анализ позволяет отметить некоторые возрастные особенности адаптивных реакций. Только у лиц 18 лет при всех СН проявлялись отрицательные функциональные связи КСО с ОПСС. У лиц 19 лет сильные положительные связи имели место при работе у АДср с ДАД, УО с КДО и КДО, ЧСС с ДП, КДО с КСО, ДП с САД, а отрицательные связи ОПСС с КДО, УО с ОПСС. У лиц 20 лет при всех СН имели место отрицательные связи КСО с ФИ; АДср с САД; положительные - ОПСС с АДср и ДАД. Связь средней величины САД с ДП возникала только при СН = 15 и 30%. У лиц 21 года при СН функционировала сильная связь АДср с САД. У лиц 22 лет при СН появлялись сильные связи АДср с ДП; МОК с ФИ; положительные - АДср с САД. Связь АД с САД имела место при СН только у девушек 20, 21 и 22 лет. В ряде случаев при работе наблюдалось усиление тесноты связей между показателями: в 21 год АДср с САД; в 22 года АДср с ДП. Ослабление тесноты связей с ростом СН наблюдалось в 19 лет УО с КСО, КДО с КСО, а в 22 года МОК с УО; МОК с ФИ; УО с ФИ.
В исследуемых группах максимум сильных связей наблюдался при различных по величине СН: в 18 лет при СН = 45%; в 22 года при СН = 30%; в остальных возрастах при СН = 15% (возможно, последнее было связано с наибольшим объемом работы, выполняемой при первой нагрузке). Некоторые связи возникали только при нагрузках определенной величины. У лиц 18 лет многие корреляции появлялись только при СН = 45% (ЧСС с УО, КДО, САД, ДАД, АДср; УО с ДП; КДО с ДП; при СН = 15% возникали связи МОК с КСО и ФИ; УО с ФИ; КСО с САД). У лиц 19 лет при СН = 15% были связи МОК с АДср, ЧСС, ДП, САД; ФИ с ЧСС и ДП, а при СН = 45% ЧСС с АДср. В 20 лет новые связи со знаком минус возникали при СН = 45% - ОПСС с ЧСС и ДП, ЧСС с САД, а при СН = 15 и 30% МОК с КСО; ДП с АДср, САД, ДАД. У лиц 21 года при СН = 15% проявлялись связи МОК и ЧСС с САД; а при СН = 45% ДП с ДАД;
ЧСС с КСО. У лиц 22 лет новые корреляции наблюдались только при СН = 30 и 45% - МОК с ДП; ЧСС с САД; ДП с ДАД; МОК с САД; АДср с ЧСС. При СН = 15% это были связи КСО с ЧСС и ДП, а при СН = 45% ЧСС с ДАД.
Последние данные можно расценивать как создание функциональной системой различных комбинационных связей, носящих избирательный характер (порой со сменой знака корреляций), для достижения полезного приспособительного результата. Характерно, что повторное удержание мышечных усилий происходило на фоне недовосстановления работоспособности. Установлено, что функциональная система для достижения поставленной цели способна идти на различного рода «возмущения», вплоть до смены знака корреляций [4], что наблюдалось и в нашем исследовании.
Число связей в периферическом звене гемодинамики было значительно меньше. Во всех возрастах при работе сохранялись сильные связи между а, отражающего период полного раскрытия сосудов, и а/Т, характеризующего тонус сосудистой стенки; ДК с ДИ (показателями, отражающими тонус арте-риол и вен). Только у 18-летних при СН = 15% эта связь отсутствовала. При всех СН у лиц 21 и 22 лет была отмечена сильная связь а/Т с Т. У 18-летних эта связь наблюдалась при СН = 15 и 30%; у 19 летних при СН = 15 и 45%; у 20 летних при СН = 15%. У 22-летних средняя по величине отрицательная связь ОСК с ДК проявилась при СН = 15 и 30%. Остальные связи отражали возрастные особенности адаптивных реакций и возникали при какой-то одной СН: в 18 лет при СН = 15% УПСС с Т; при СН = 30% ОСК с ДИ, Т; при СН = 45% РИ с ДК и ДИ. В 19 лет при СН = 15% наблюдались связи РИ с ДК, ДИ, а/Т; а/Т с ДИ; а с ДИ, а при СН = 30% РИ с а, Т; а с Т. В 20 лет при СН = 15% - связи ДК с Т; Т с а/Т; УПСС с ДИ; ДИ с Т; при СН = 30% - Т с ОСК, ДИ; при СН = 45% ОСК с УПСС. У лиц 21 года при СН = 45% появлялись связи ОСК с РИ; УПСС с ДИ; а с а/Т. У лиц 22 лет только при СН = 15% имели место связи ОСК с УПСС; а с УПСС; Т с ДК и ДИ, а при СН = 30% ОСК с а, а/Т; а с ДК, ДИ.
Между МОК и УО (хотя динамика этих параметров не совпадала по ходу работы) постоянно сохранялись функциональные связи. Известно, что их величины зависят от объема циркулирующей крови в малом круге кровообращения. Возможно, этому взаимодействию способствовал механизм, по которому сократимость желудочков сердца при СН могла увеличиваться независимо от степени их наполнения кровью (КДО), который мало изменялся при первых двух нагрузках и поэтому при увеличенной ЧСС сердце способно выбрасывать мало изменяющийся УО. Неуклонное уменьшение КСО по мере роста СН свидетельствует об усиливающемся опо-
32
Вестник Смоленской медицинской академии Na3, 2009
рожнении желудочков от крови для поддержания необходимого УО. Этому, вероятно, способствовал инотропный механизм симпатических влияний на сердце, несмотря на снижение КДО. Одним из механизмов неуклонного роста АД, по мере увеличения СН и поддержания его на достаточно высоком уровне, является вазоконстрикция в неактивных областях и основной массе неработающих мышц. Другими механизмами роста АД при СН могут являться рост МОК (хотя и с замедлением темпов), резкое учащение ритма сердца. По данным Lind и др. (1964), при росте величины СН от 10 до 50% наблюдалось неуклонное повышение АД.
ОСК в системе циркуляции зависит от сосудистого сопротивления, которое непрерывно нарастало по мере роста величины СН. ОСК увеличивалась в ответ на повышение величины СН, однако темпы прироста в 18, 20, 21 год снижались, а в 19 и 22 года нарастали. Корреляционный анализ показал, что между ОСК с ОПСС и УПСС проявлялись гибкие, слабые связи (лишь у лиц 19 лет при СН = 30% возникали сильные отрицательные корреляции). Известно, что АДср определяет ОСК в системной циркуляции. При росте СН непрерывный и нарастающий прирост АДср сопровождался преимущ-ственно снижением темпов прироста ОСК. Средние и сильные отрицательные связи АДср с ОСК наблюдались только в 18 лет при СН = 30% (r = -0,55), при СН=45% (r = -0,50); в 19 лет - при СН = 15% (r = -0,56), при СН = 30% (r = -0,50), при СН = 45%
(г = -0,54); в 22 года при СН = 15% (г = -0,46). В ряде случаев наблюдались связи ОСК с САД: в 20 лет при СН = 15% (г = -0,55 и -0,59), а также с ДАД в 18 лет при СН = 30% (г = -0,48); в 20 лет при СН = 15 и 45% (г = -0,50; -0,50; -0,55); в 22 года при СН = 15% (г = -0,47). Динамика АД находится, как известно, в прямой зависимости от сопротивления сосудов; однако при СН связи АД с ОПСС являлись преимущественно слабыми. Средние по величине связи ОПСС с АДср, САД и ДАД при работе имели место только у лиц 20 лет.
Особенностями реакций системы кровообращения на СН является нарастающее усиление прессорных воздействий на сосуды работающих мышц и, как следствие, несоответствие рабочих изменений гемодинамики метаболическим потребностям организма, непрерывное снижение УО, феномен Линдгарда (послерабочее увеличение УО на первых минутах реституции), недостоверный рост МОК, явление постконтракционной гиперемии [2, 3, 4, 5, 6]. Безусловно, эти факторы накладывают отпечаток на возможности функционального взаимодействия различных звеньев ССС, числе и силе корреляционных связей внутри каждого звена. Ряд функциональных связей, наблюдаемых в системе кровообращения в условиях изометрических нагрузок, не проявляется при динамической работе, что отражает специфику воздействия статических нагрузок на организм человека, особенно при повторных нагрузках нарастающей величины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бехтерева Н. П. Мозг здорового и больного человека. - Л.: Медицина, 1980. - 280 с.
2. Городниченко Э. А. Физиологические закономерности развития выносливости к статическим мышечным усилиям у лиц женского пола на основных этапах онтогенеза: Дис. ... д-ра биол. наук. - М., 1994. - 402 с.
3. Грицук А. Д. Возрастные особенности адаптационных реакций сердечно-сосудистой системы у юношей 18-22 лет в условиях напряженной мышечной деятельности: Дис. ... канд. биол. наук. - Ярославль, 2007. - 195 с.
4. Фалалеев А. Г. Стабильность, вариативность, внутри- и межсистемные взаимосвязи двигательных и вегетативных функций при физических нагрузках: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук.- Л., 1981. - 41 с.
5. Шабунин Р А. Возрастные особенности функционирования двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы при статических напряжениях: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Свердловск, 1969. - 40 с.
6. Lind A. R. et al. The circulatory effects of sustained voluntary muscle contraction // Clin. Sci. - V. 27. -№ 2. - 1964. - P. 229-244.
