CC BY
113
УДК 612.01 ББК 28.91
Терзи Михаил Сергеевич
кандидат биологических наук, доцент
Челябинский государственный педагогический университет
г. Челябинск Сарайкин Дмитрий Андреевич аспирант
Челябинский государственный педагогический университет
г. Челябинск Terzi Mikhail Sergeevich Candidate of Biology,
Assistant Professor Chelyabinsk State Pedagogical University Chelyabinsk Saraykin Dmitry Andreevich Post-graduate Chelyabinsk State Pedagogical University Chelyabinsk
Реактивность динамики индикаторов функционального состояния сердечно-сосудистой системы юных тхэквондистов на предсоревновательном этапе тренировочного процесса Reactivity Changes of the Functional State Indicators of Young Taekwondoers’ Cardiovascular System in Precompetitive Training Stage
В данной работе представлены данные реактивности динамики индикаторов функционального состояния сердечно-сосудистой системы у юных тхэквондистов 14-17 лет на предсоревновательном этапе тренировочного процесса.
The article presents data on reactivity changes of the functional state indicators of the cardiovascular system of the young taekwondoers (14-17-year-old) in pre-competitive training stage.
Ключевые слова: реактивность сердечно-сосудистой системы,
вариабельность сердечного ритма, тренировочный процесс, тхэквондо, индикаторы функционального состояния.
Key words: reactivity of the cardiovascular system, heart rate variability, training process, taekwondo, functional state indicators.
Актуальность исследования особенностей реактивности сердечнососудистой системы юных тхэквондистов на действие предсоревновательных тренировочных воздействий обусловлена тем, что на этом этапе акцент мышечных и психоэмоциональных нагрузок смещается в сторону их чрезмерной интенсификации. Как следствие изнурительных и экстремальных
тренировок у юных спортсменов часто наблюдается высокая плата, иногда срыв адаптации и перетренированность [1]. Поэтому, чтобы вовремя заметить симптомы перетренированности, необходимо чётко понимать специфику реактивности динамики индикаторов функционального состояния кардиореспираторной системы организма спортсменов как интегрального физиологического показателя особенностей адаптации к повышенным нагрузкам предсоревновательного тренировочного этапа [2].
Необходимо выявить границы нормы вариабельности колебаний основных параметров гомеостаза системы кровообращения при воздействии интенсивных нагрузок [4]. Другими словами, перед нами стоит задача изучить реактивность динамики индикаторов функционального состояния сердечнососудистой системы юных тхэквондистов на предсоревновательном этапе тренировочного процесса.
Адаптация как изменение органов и систем, которые приспосабливаются к продолжительным или повторяющимся действиям раздражителей - процесс сугубо индивидуальный. При этом происходит некая функциональная модификация, которая с биокибернетических позиций рассматривается как инвариантное преобразование всей совокупности внутренних информационных связей, приводящая к изменению способности реагировать [6].
Исходя из этого, правомерен вывод о том, что адаптация - это процесс поиска оптимального функционального состояния, т.е. реакция абсолютно качественная и чрезвычайно индивидуальная, отражённая во всём многообразии молекулярно-клеточных проявлений, а также уровней их регуляций. Дальнейшие рассуждения приводят к необходимости интегральных оценок как в рамках физиологического, так и информационного подходов [1].
Анализ вариабельности сердечного ритма является информационным методом оценки состояния процессов регуляции физиологических функций в организме человека и животных, в частности, общей активности таких процессов, как гуморально-гормональных, симпато-парасимпатических в центральном и периферическом отделах вегетативной нервной системы [6]. Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов является
результатом многоконтурной и многоуровневой реакции системы регуляции кровообращения, изменяющей во времени свои параметры для достижения оптимального для организма приспособительного ответа. Параметры интегральны по функции и усреднены по времени, а также отражают адаптационную реакцию целостного организма [4].
Организация и методы исследования. Исследования проводились на базе СДЮСШОР «Корё» по тхэквондо г.Челябинска. В исследовании приняли участие юные спортсмены (1-3 разрядов), юноши 14-16 лет в количестве 20 человек. Предсоревновательный этап у данных спортсменов составлял 2 месяца тренировок по 1,5-2 часа 5 раз в неделю.
Оценивались особенности динамики индикаторов функционального состояния сердечно-сосудистой системы до и после предсоревновательного тренировочного этапа при помощи цифрового анализатора биоритмов, программно-аппаратного комплекса «Омега-М». Основу метода составляет новая информационная технология анализа вариабельности сердечных ритмов - "фрактальная нейродинамика". Применяли временные и частотные методы анализа ВСР. Рассчитывалось до 40 показателей, характеризующих ВСР и соответствующих требованиям международных стандартов, опубликованных в 1996 г. [7]. Данные лиц с нарушениями ритма сердца из обработки исключали. Полученный экспериментальный материал был сведен в электронные таблицы «Microsoft Excel XP» и обработан с использованием общепринятых математико-статистических методов расчета основных параметров выборочных распределений.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице 1 представлены результаты функциональной диагностики сердечно-сосудистой системы тхэквондистов в динамике тренировочного процесса на программно-аппаратном комплексе «Омега-М».
Таблица 1
Результаты функциональной диагностики сердечно-сосудистой системы юных тхэквондистов в динамике тренировочного процесса (до и после ПСЭ - предсоревновательного этапа)
Индикаторы функционального состояния ССС (вариабельность сердечного ритма - ВСР) Начало ПСЭ (п=20) Окончание ПСЭ (п=20) Процент изменений
Показатели сердечной деятельности
ЧСС - частота сердечных сокращений 65,54±1,45 62,73±1,32 - 4,3% *
ИВР - индекс вегетативного равновесия 65,21±5,44 77,14±4,89 +18,3% **
ВПР - вегетативный показатель ритма 0,52±0,04 0,44±0,06 - 15,4% **
АПР - адекватность процессов регуляции 18,74±1,01 22,33±1,56 +19,3% **
ИН - индекс напряженности 30,66±2,43 36,87±3,56 +20,3% **
НеаШі - интегральный показатель ССС (%) 91,52±5,67 96,41±4,54 +5,4% *
Статистический анализ ВС
ЯКМК - средняя длительность КЯ-интерв. 1012,53±157,6 1054,81±162,4 +4,2% *
- интегральный показатель ВСР 85,41±4,32 89,76±5,66 +5% *
СУ - коэффициент корреляции 7,47±1,22 8,13±1,64 +8,8% *
Анализ гистограммы кардиоинте рвалов
Мода (Мо) 0,78±0,03 0,86±0,04 +10,3% **
Вариационный размах (ВР) 0,270±0,01 0,315±0,02 +16,7% **
Амплитуда моды (АМо) 32,32±1,24 29,41±1,43 - 9% *
Спектральный анализ ВСР
НБ - высокие частоты (Гц) 0,34±0,56 0,39±0,72 +14,7% *
ЬБ - низкие частоты (Гц) 0,12±0,36 0,13±0,48 +8,3% *
ЬБ/НБ 0,35±0,17 0,33±0,13 - 6,7% *
Примечание: * - р<0,05 - достоверность различий в группе по сравнению с начальным измерением; **- р<0,01 - достоверность различий в группе по сравнению с начальным измерением.
Индикаторы функционального состояния ССС
На рисунке 1 показана динамика изменений показателей сердечнососудистой системы юных тхэквондистов по результатам измерения вариабельности сердечного ритма.
X
ф
X
ф
со
25 20 15 10 5 0 -5 10 15 20
183 193
,\\\\\\\\\\\\
ІУУУУУУУУУУУУ
1
□ ЧСС В ВПР И ИВР 0 АПР ЕЭ ИН И ИеаіИІ
Рис.1. Динамика изменений показателей сердечной деятельности тхэквондистов
Частота сердечных сокращений по окончании предсоревновательного этапа тренировочного процесса у юных тхэквондистов достоверно (р<0,05) снизилась с 65,54 до 62,73 уд/мин (таб.1), т.е. на 4,3%, что свидетельствует о снижении напряжения и перестройках экономизирующего характера в функциях сердечно-сосудистой системы. Индикаторы функционального состояния ССС по показателям вариабельности сердечного ритма стали изменяться по окончании предсоревновательного этапа в сторону усиления активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что свидетельствует о позитивных экономизирующих перестройках ССС юных тхэквондистов. Так, например, вегетативный показатель ритма (ВПР=1/Мо*ДХ), позволяющий судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции, снизился с 0,52 до 0,44 ед. (таб.1), т.е. на 15,4%, но остался в переделах нормы. Это свидетельствует, что вегетативный баланс начал смещаться в сторону преобладания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Индекс вегетативного равновесия (ИВР=АМо/ДХ), указывающий на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, повысился на 18,3% (оставшись при этом в
пределах нормы) в сторону усиления активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Показатель адекватности процессов регуляции (АПР=АМо/Мо), отражающий соответствие между активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и ведущим уровнем функционирования синусового узла, увеличился в процессе исследования на 19,3% (оставшись в пределах нормы) в сторону усиления активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Индекс напряжения (ИН=АМо/2*ДХ*Мо) регуляторных систем, отражающий степень централизации управления сердечным ритмом в норме, составляет от 10 до 100 у.е. Величина индекса напряжения у тхэквондистов по окончании тренировочного периода повысилась с 30,66 у.е. до 36,87 у.е. (таб.1), на 20,3%, однако при этом, продолжая соответствовать устойчивой фазе адаптации ССС к физическим нагрузкам. Уровень Неак - интегрального показателя здоровья ССС увеличился на 5,4%, что также свидетельствует о рациональном процессе спортивной подготовки юных тхэквондистов.
Статистический анализ вариабельности сердечного ритма
На рисунке 2 показана динамика изменений показателей статистического анализа вариабельности сердечного ритма. RRNN - средняя длительность интервалов Я-Я и обратная величина этого показателя - средняя ЧСС. В норме его значения находятся в пределах 20-50 мс. Показатель КЯК№, отражающий конечный результат многочисленных регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы, достоверно (р<0,05) увеличился с 1012,53 мс до 1054 мс (таб.1), .т.е. на 4,2% (рис.1), что свидетельствует о реактивности ССС в сторону активизации парасимпатического контура регуляции. Следовательно, тренировочный процесс юных тхэквондистов благотворно воздействовал на состояние их сердечно-сосудистой системы.
Рис.2. Динамика показателей статистического анализа вариабельности сердечного ритма тхэквондистов
ИП^МЫ ВвРШ ШОУ
SDNN (standart deviation of the NN interval) - стандартное отклонение величин нормальных RR-интервалов. В норме находится в пределах 40-80 мс. SDNN является интегральным показателем, характеризующим вариабельность ритма сердца в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов ВНС. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов ВНС. У юных тхэквондистов по окончании предсоревновательного тренировочного этапа значения SDNN достоверно увеличились на 5% с 85,4 до 89,7 мс (таб.1), что превосходит на 12% верхнюю границу нормы (рис.2). Это указывает на высокую степень участия парасимпатического звена регуляции в адаптационных реакциях организма спортсменов.
CV = SDNN/RRNNx100% - нормированный показатель суммарного эффекта регуляции (коэффициент вариации). По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, но при анализе ВРС позволяет учитывать влияние ЧСС. В нашем исследовании показатели CV увеличились на 8,8%, что оказалось выше показателей CV, рекомендуемых стандартами Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества
электрофизиологов [7], в среднем на 80%. Таким образом, все статистические показатели анализа ВСР у юных тхэквондистов в процессе предсоревновательного этапа тренировочного процесса свидетельствуют о вариативной реактивности динамики индикаторов функционального состояния и поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза в сторону усиления активности парасимпатического контура регуляции в адаптационных реакциях организма у данных спортсменов.
Анализ гистограммы кардиоинтервалов
На рисунке 3 показана динамика изменений показателей анализа гистограммы кардиоинтервалов у юных тхэквондистов на предсоревновательном этапе тренировочного процесса. Мода (Мо) - это наиболее часто встречающееся значение ЯЯ. Она указывает на доминирующий уровень функционирования синусного узла. При симпатотонии мода минимальна, при ваготонии - максимальна. В норме значение моды колеблется от 0,7 до 0,9. В нашем исследовании значения Мо у юных тхэквондистов достоверно увеличились под конец предсоревновательного тренировочного этапа с 0,78 до 0,86 ед. (таб.1), т.е. на 10,3% в сторону усиления ваготонии (рис.3).
Вариационный размах (ВР) - вычисляется как разница между
максимальным и минимальным значениями ЯЯ-интервалов (ширина основания гистограммы). ВР рассматривают как парасимпатический показатель. Чем он выше, тем сильнее выражено влияния вагуса на ритм сердца. Нормальные значения ВР - от 0,15 до 0,45. В нашем исследовании показатели ВР по окончании предсоревновательного тренировочного этапа у юных тхэквондистов достоверно повысились с 0,270 до 0,315 ед. (таб.1), .т.е. на 16,7% (рис.3), оставшись при этом в пределах нормы парасимпатической регуляции ССС у спортсменов.
кардиоинтервалов у тхэквондистов
□ Мо ИВР ШДто
Амплитуда моды (АМо) - отношение количества ЯК-интервалов со значениями, равными Мо к общему количеству ЯК-интервалов в процентах. Данный показатель отражает степень ригидности ритма. Его нормальные значения равны 30-50%. Уменьшение АМо в нашем исследовании на 9% с 32,2 до 29,4% свидетельствует о преобладании парасимпатических влияний на синусный узел регуляции ССС при адаптации к физическим нагрузкам у юных тхэквондистов (рис.3).
Таким образом, анализ гистограммы кардиоинтервалов вариационной пульсометрии, полученных до и после нагрузки предсоревновательного тренировочного этапа, выявил реактивность сердечно-сосудистой системы у всех испытуемых тхэквондистов в сторону усиления активности автономного парасимпатического контура регуляции.
Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма Точную количественную оценку периодических процессов сердечного ритма мы представили на рисунке 4, где показана динамика изменений
показателей спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у юных тхэквондистов на предсоревновательном этапе тренировочного процесса. Это позволило оценить активность отдельных уровней управления ритмом сердца у спортсменов.
Рис.4. Динамика показателей спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у тхэквондистов
ШЗ HF ■ LF Ш LF/HF
Высокие частоты (HF - High Frequency) - 0.15 - 0.40 Гц. Отводится преимущественная роль парасимпатическому отделу вегетативной нервной системы в формировании колебаний в данном диапазоне частот. У спортсменов и хорошо натренированных людей мощность HF также значительно превышает таковую у нетренированных и должна преобладать над мощностью низких частот. Снижение у спортсменов мощности HF может свидетельствовать о напряжении регуляторных систем сердца о перетренированности, хотя чрезмерное ее увеличение говорит об опасности нарушения синусового ритма. В нашем исследовании показатели высоких частот достоверно увеличились с
0,34 до 0,39 Гц (таб.1), т.е. на 14,7%, что свидетельствует о хорошей адаптации
ССС юных тхэквондистов к физическим нагрузкам предсоревновательного этапа тренировочного процесса (рис.4).
Низкие частоты (Low Frequency - LF) - 0.04 - 0.15 Гц. Физиологическая интерпретация данного показателя неоднозначна. Считается, что на мощность в этом диапазоне частот влияют изменение тонуса как парасимпатического, так и симпатического отделов нервной системы. В нашем исследовании показатели низкочастотных составляющих спектра повысились по окончании предсоревновательного тренировочного периода с 0,12 до 0,13 Гц (таб.1), т.е. на 8,3% (рис.4), оставшись при этом в верхней границе нормы, что
свидетельствует о преобладании в модуляции сердечного ритма парасимпатического отдела регуляции, который является наиболее совершенным уровнем управления физиологическими функциями при долговременной адаптации к физическим нагрузкам.
LF/HF - соотношение симпатических и парасимпатических влияний характеризуется с помощью отношения мощностей. При повышении тонуса симпатического отдела данный показатель значительно возрастает, при ваготонии - наоборот. В нашем исследовании показатели соотношения симпатических и парасимпатических влияний немного уменьшились с 0,35 до 0,33 (таб.1), т.е. на 6,7%, что является свидетельством увеличения ваготонии и, следовательно, показывает более высокий и быстрый уровень управления функциональным состоянием ССС юных тхэквондистов при их адаптации к предсоревновательным физическим нагрузкам (рис.4).
Выводы:
1. Результаты исследований показали, что реактивность динамики индикаторов функционального состояния ССС юных тхэквондистов на предсоревновательном этапе тренировочного процесса имеет тенденцию к активизации парасимпатического контура регуляции.
2. Регуляция функционального состояния ССС у юных тхэквондистов при адекватной адаптации к физической нагрузке предсоревновательного тренировочного этапа происходит с преобладанием ваготонии на уровне вегетативной нервной системы.
3. В спектральном анализе вариабельности сердечного ритма юных тхэквондистов, адаптированных к предсоревновательным физическим нагрузкам, преобладают волны высокочастотного (парасимпатического) диапазона, что является наиболее совершенным уровнем управления физиологическими функциями при долговременной адаптации к физическим нагрузкам.
Библиографический список
1. Агаджанян, Н.А. Соревновательный стресс у представителей различных видов спорта по показателям вариабельности сердечного ритма / Н.А. Агаджанян // Теория и практ. физ. культуры. - 2006. - N 1. - С.2-4.
2. Александров, В.И. Кардиоритм в оценке функционального состояния организма при выполнении физической нагрузки / В.И. Александров // Теория и практика физ. культуры. - 1994. - N 1-2. - С. 5-8.
3. Алексеенко, Т.И. Возрастные показатели функционального состояния кардиореспираторной системы современных подростков / Т.И. Алексеенко // Теория и практика физ. культуры. - 2007. - N 2. - С. 64-66.
4. Артеменков, А.А. Динамика вегетативных функций при адаптации к физическим нагрузкам / А.А. Артеменков // ТПФК. - 2006.-N 4.-С.59-61.
5. Вишневский, В.А. Физические упражнения в регуляции вегетативного баланса / В. А. Вишневский // ТПФК. - 2005. - N 5. - С. 63.
6. Михайлов, В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт клинического применения / В.М. Михайлов. - Иваново, 2002. - 306 с.
7. Heart rate variability. Standards of Mesurement, Physiological Interpretation and Clinical Use. Circulation. - 1996. - p. 1043-1065.
Bibliography
1. Agadzhanyan, N.A. Competitive Stress Among Different Sports Representatives According to Heart Rate Variability / N.A. Agadzhanyan // Theory and Practice of Physical Training. - 2006. - № 1. - P. 2-4.
2. Alekseenko, T.I. Age-Related Indicators of the Functional State of Cardio-Respiratory System of Modern Teenagers / T.I. Alekseenko // Theory and Practice of Physical Training. - 2007. - № 2. - P. 64-66.
3. Alexandrov, V.I. Heart Rate in the Functional State Assessing On the Organism in the Performance of Physical Activity / V.I. Alexandrov // Theory and Practice of Physical Training. -1994. - № 1-2. - P. 5-8.
4. Artemenkov, A.A. Vegetative Functions Dynamics During Adaptation To Physical Stress / A.A. Artemenkov // Theory and Practice of Physical Training. - 2006. - № 4. - P. 59-61.
5. Heart Rate Variability. Standards of Mesurement, Physiological Interpretation and Clinical Use. Circulation. - 1996. - P. 1043-1065.
6. Mikhailov, V.M. Heart Rate Variability. Clinical experience / V.M. Mikhailov. -Ivanovo, 2002. - 306 p.
7. Vishnevsky, V.A. Physical Exercises in the Vegetative Balance Regulation / V.A. Vishnevsky // Theory and Practice of Physical Training. - 2005. - № 5. - P. 63.
