CC BY
41
УДК 616.12
СОСТОЯНИЕ КАРДИОГЕМОДИНАМИКИ У ДЕВУШЕК-СПОРТСМЕНОК ЦИКЛИЧЕСКИХ ВИДОВ СПОРТА С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Е.В. Быков, Т.В. Потапова*, А.С. Бахарева ЮУрГУ, г. Челябинск; *ТГУ, г. Тюмень
В работе отражены особенности регуляции ритма сердца и ударного объема у девушек-спортсменок циклических видов спорта с различными типами кровообращения.
Ключевые слова: ритм сердца, ударный объем, тип кровообращения.
Переход на качественно иной этап физической подготовленности и связанное с этим увеличение физических нагрузок обусловило актуальность исследований, направленных на совершенствование функциональной подготовки квалифицированных лыжниц-гонщиц с помощью выявления модельных закономерностей функционирования различных систем организма. Спортивная результативность у лыжников высокого класса связывается, прежде всего, с эффективностью использования кислорода в работающих мышцах [2]. Однако, повышаясь на первых этапах подготовки, аэробная мощность в дальнейшем стабилизируется [7, 8, 11], формируя высокое качество компенса-торно-приспособительных реакций, обеспечивающих повышение специальной работоспособности [10]. Одинаково высокие результаты могут показывать спортсмены с разным, и даже с относительно невысоким уровнем МПК, являющимся адекватной характеристикой аэробной мощности, одним из показателей функционального состояния дыхательной и сердечно-сосудистой систем, отражающей окислительные возможности организма в удельном выражении [1]. Показано, что за последние десятилетия рост спортивных достижений не сопровождается повышением МПК у выдающихся спортсменов. В этой связи все большее внимание уделяется анализу специфики регуляторных механизмов у спортсменов с различным уровнем спортивной результативности, типов кровообращения (ТК), направленному на определение «модельных» функциональных характеристик спортсменов различных видов спорта.
Так, лица с гипокинетическим ТК (ГТК) обладают меньшими, по сравнению с другими типами кровообращения, значениями У О, МОК, а также более высокими ОПСС. Согласно исследованиям Г.М. Яковлева с соавт. [14] для ГТК характерно повышение уровня экстракции кислорода из крови тканями, что обуславливает ограничение излишнего МОК. Гиперкинетический тип кровообращения (ГрТК), который по данным литературы требует
больших энергозатрат и менее эффективен в гемо-динамическом отношении [5, 9, 13] характеризуется повышенными значениями У О, МОК и меньшими ОПСС и ДВНС, чем у лиц с ЭТК и ГТК. При ГрТК приоритет имеют механизмы, обеспечивающие возможность быстрого снабжения тканей легко реализуемыми энергетическими субстратами при сниженной капиллярно-тканевой диффузии кислорода. Достижение необходимого уровня МОК идет у лиц с ГрТК по энергетически более расточительному пути - преимущественному приросту ЧСС и артериального давления при недостаточном повышении уровня ОПСС [4, 9]. Эукине-тический тип кровообращения (ЭТК) по показателям сердечно-сосудистой системы занимает промежуточное положение между рассмотренными выше типами и характеризуется наиболее оптимальными соотношениями параметров кардиогемодинамики и большей экономичности работы сердца у лиц с ЭТК. «Крайние» типы гемодинамики демонстрируют перегрузку сердечно-сосудистой системы: для спортсменов с ГТК - сосудистого, для лиц с ГрТК - сердечного компонента [12].
Выявленная нами ранее разнонаправленность изменений показателей центрального и периферического звена системы кровообращения в состоянии покоя у лыжниц-гонщиц обуславливает разный уровень соревновательной результативности [3], что, вероятно, свидетельствует об особенностях течения адаптационных процессов под воздействием физических нагрузок на различных этапах подготовки. В этой связи нами было проведено изучение типов кровообращения у лыжниц обеих групп.
Цель работы: выявить особенности нейро-гуморальной регуляции хроно- и инотропной функции сердца у спортсменок циклических видов спорта с различными типами кровообращения.
В исследовании приняли участие лыжницы-го нщицы в возрасте 17-20 лет, стаж тренировок более 5 лет. Критерием выделения спортсменок в группы по типам кровообращения (ТК) послужили
Интегративная физиология
значения сердечного индекса (СИ): гипокинетич. ТК при СИ < 2,75 л/мин/м2; эукинетический ТК при СИ = 2,75-3,5 л/мин/м2; гиперкинетический ТК при СИ > 3,5 л/мин/м2 [9]. Нами было выявлено, что у лидеров СИ по мере повышения уровня тренированности организма закономерно снижался от этапа к этапу и его среднегрупповая величина (2,72 л/мин/м2) находилась на границе гипокинетического и эукинетического типов кровообращения. У спортсменок с более низким уровнем спортивной результативности среднегрупповое значение СИ (3,33 л/мин/м2) соответствовало границе эукинетического и гиперкинетического типов кровообращения.
В исходном положении у лыжниц в исходном положении с гипокинетическим типом кровообращения по сравнению с ЭТК и ГрТК были выявлены относительно низкие значения ударного объема сердца (УО) и минутного объема кровообращения (МОК) (р < 0,05) (табл. 1). В частности, УО
нальных возможностях ССС у девушек с различными ТК. Кроме того, ортостатическая устойчивость во всех видах спорта является важным условием спортивной работоспособности. При переходе в вертикальное положение у лыжниц - гонщиц было отмечено достоверное увеличение ЧСС, снижение У О. Так, величина ЧСС у лыжниц достоверно повышалась, причем, у лиц с ЭТК и ГрТК увеличение ЧСС было более выраженным (28-28,9 %), и разница с девушками с ГТК составила 8 % (р < 0,005) (рисунок). Выявленная нами динамика среднегрупповых показателей ЧСС укладывается в нормотонический вариант ортостатической пробы. Наименьший прирост ЧСС был отмечен у лыжниц с ГрТК (р < 0,005). В то же время у спортсменок с ГрТК наблюдалось более значимое снижение У О (36,3 %, р < 0,005), что может быть расценено как менее адекватная реакция насосной функции сердца за счет значительного уменьшения притока крови. Уменьшение УО у лиц с ЭТК и ГТК в отли-
Показатели центральной гемодинамики лыжниц-гонщиц в зависимости от типов кровообращения (М ± т)
Таблица 1
ТК Проба ЧСС, уд./мин УО, мл МОК, л/мин СИ, л/мин/м2 ФВ,%
ГТК лежа 51,31 ±2,14* 82,12 ±4,11* 4,21 ± 0,14* 2,41 ± 0,2* 62,42 ± 0,75
орто 70,24 + 2,14* 56,91 ±4,11* 3,99 ± 0,14* 2,40 ± 0,2* 57,12 ± 0,75
Р <0,05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05
ЭТК лежа 48,43 ± 2,09* 100,32 + 5,17* 4,84 ± 0,29 3,00 ±0,2 63,61 ±0,51
орто 64,28 + 2,09* 78,04 ±5,17* 5,01 + 0,29*** 2,61±0,2 57,07 ±0,51
Р <0,05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05
ГрТК лежа 61,03 ±2,27* 112,67 ±5,22*** 6,88 ± 0,74*** 4,11 ±0,2* 63,03 ± 0,54
орто 78,12 ±2,27* 71,07 ±5,22* 5,55 ±0,74 3,86 ± 0,2 58,83 ± 0,54
Р <0,05 <0,05 <0,05 > 0,05 >0,05
Примечание. Достоверность различий между ГТК и ЭТК; ЭТК и ГрТК; ГрТК и ГТК: * при р < 0,05; ** при р < 0,01; *** при р < 0,001.
у лиц с ГТК ниже на 21,8 % (р < 0,05), чем УО девушек с ЭТК и на 36,4 % (р < 0,01) в отличие от лиц с ГрТК; МОК - на 13,5 (р < 0,05) и 63,4 % (р < 0,001), соответственно. Фракция выброса (ФВ) между типами кровообращения достоверных отличий не имела. ЧСС была наименьшей в группе спортсменок с ЭТК и составила разницу с группой с ГТК 5,9 % (р > 0,05), а девушками с ЭТК 27,6 % (р < 0,05). При этом анализ величин УО и ЧСС показал тесную обратную связь при эу- и гиперки-нетическом ТК (г = -0,76 и г = -0,80, р < 0,05, соответственно). При гипокинетическом ТК достоверной связи между этими показателями не выявлено.
Анализ результатов ортостатической пробы позволил судить об эффективности комплекса компенсаторных реакций организма и функцио-
чие от лыжниц с ГрТК оказалось менее выраженным (22,2 и 30,7 % соответственно, р < 0,05).
Анализ индивидуальных особенностей реакций на ортостатическую пробу выявил проявления дезадаптивных реакций у 11 % лыжниц с ГТК (характеризует гиперсимпатикотонический вариант реакции): при относительно низком ударном объеме под держание МОК у девушек с ГТК при ортостатических воздействиях осуществляется за счет значительного повышения хронотропной функции сердца.
Таким образом, в группе спортсменок с ЭТК наблюдалась более экономичная реакция центральной гемодинамики на ортопробу. Более выраженное увеличение инотропной функции у лыжниц с ЭТК обусловило достоверное снижение СИ на 13 % (р < 0,05).
Динамика (%) показателей ЧСС, УО, МОК при выполнении ортостатической пробы
В табл. 2 представлены результаты изменения общей вариабельности ритма сердца по диапазонам медленноволнового спектра у лыжниц с различными типами кровообращения.
Как видно из табл. 2, у лыжниц с ЭТК в исходном положении отмечается рост общей вариабельности кардиоритма на 42,8 % (р < 0,05) от значений девушек с ГТК и на 38,8 % (р < 0,05) в отличие от спортсменок с ГрТК за счет достоверного увеличения мощности в НЧ диапазоне (р < 0,05). Анализ процентного распределения регуляторных воздействий на ЧСС выявил в группе лыжниц с ГТК преоб-
ладание парасимпатического отдела ВИС (ВЧ > НЧ), у девушек с ЭТК - симпатического (НЧ > ВЧ) и в обоих случаях с доминированием сегментарного уровня регуляции. У лиц с ГрТК боле высокие значения ЧСС обусловили превалирование надсегментарного уровня регуляции ритма сердца (ОНЧ > НЧ > ВЧ).
Проведение ортопробы позволило выявить изменения активности и вклада уровней регуляции хронотропной функции сердца у спортсменок с различными типами кровообращения. В частности, у девушек с ЭТК отчетливо выявляется активация вазомоторного центра. У спортсменок с ГрТК и
Спектральные характеристики ритма сердца у спортсменок с различными типами кровообращения (М ± т)
Таблица 2
Группа Проба ОМС, уел. ед. УНЧ, мс2 ОНЧ, мс2 НЧ, мс2 ВЧ, мс2
лежа 13,56 ±7,15 0,79 ± 0,37 2,73 ± 1,13 2,93 ± 1,44 7,12 ±2,35
ГТК (1) 5,8 % 20,1 % 21,6 % 52,5 %
орто 27,50 ±3,02 5,06 ± 1,85 13,86 ±2,97 7,78 ± 1,14 0,79 ± 3,5
(2) 18,4% 50,4 % 28,3 % 2,9%
лежа 23,71+7,15 0,73 ± 0,15 5,38 + 0,39 11,26 ±2,71 6,33 ± 1,04
ЭТК (3) 3,1 % 22,7% 47,5% 26,7%
орто 30,62 ± 7,15 1,44 ±0,15 8,54 ± 0,39 19,14 + 2,71 4,56 ± 1,04
(4) 3,7 % 23,9 % 57,5 % 14,9 %
лежа 17,08 ±7,15 2,15 ±1,15 6,56 ± 0,39 5,65 ± 2,71 2,71 ± 1,04
ГрТК (5) 12,6 % 38,4 % 33,1 % 15,9 %
орто 23,12 ±7,15 5,18 ± 1,15 11,58 ±0,39 5,85 ±2,71 0,51 ± 1,04
(6) 22,4 % 50,1 % 25,6 % 1,9 %
р1-рЗ <0,001 >0,05 >0,05 <0,05 < 0,001
р1-р5 >0,05 < 0,001 <0,01 <0,05 >0,05
рЗ- р5 <0,05 < 0,001 < 0,001 <0,05 <0,05
Р р2-р4 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 < 0,001
р2-р6 >0,05 < 0,001 <0,01 <0,05 >0,05
р4- рб <0,05 < 0,001 < 0,001 <0,05 <0,05
Интегративная физиология
ГТК при переходе в положение стоя наблюдается увеличение ультранизкочастотного компонента спектра сердечного ритма.
Величина индекса централизации в динамике свидетельствует о возрастании роли надсегмен-тарного уровня регуляции ритма сердца у девушек с ГТК и ГрТК против спортсменок с ЭТК. Соотношение (ОНЧ/НЧ+ВЧ) у девушек с ГТК возросло от 0,27 до 1,63 уел. ед. (р < 0,01); у лиц с ГрТК - от
0,78 до 1,82 уел. ед. (р < 0,01), в то время как у спортсменок с ЭТК наблюдалась тенденция увеличения от 0,30 до 0,36 уел. ед. Также у лыжниц-гошциц значительно возрос вагосимпатический индекс (НЧ/ВЧ) за счет выраженного уменьшения влияний парасимпатического отдела ВНС. В частности, в группе с ГТК - с 0,41 до 9,8 уел. ед.; у спортсменок с ЭТК с 1,78 до 3,8 уел. ед.; у лыжниц с ГрТК от 2,08 до 11,47 уел. ед.
Таким образом, у девушек с ЭТК выявлена наиболее оптимальная реакция на ортопробу в отличие от спортсменок с ГТК и ГрТК, у которых преобладание ОНЧ-модуляций свидетельствует о централизации управления ритмом сердца.
В табл. 3 представлены результаты исследования спектральных характеристик ударного объема крови у лыжниц-гонщиц с разными типами кровообращения. Анализ активности различных уровней регуляции У О в положении лежа у лыжниц во всех группах свидетельствует о ведущей роли регуляции автономного контура (УНЧ + ОНЧ < НЧ + ВЧ). В то же время, соотношение НЧ/ВЧ у девушек с
ЭТК в отличие от спортсменок с ГТК и ГрТК было меньшим на 9,5 (р < 0,05) и 10,4 % (р < 0,05), соответственно, что отражает у них ведущую роль симпатического отдела ВНС в регуляции У О.
При проведении ортопробы у девушек с ГТК и ГрТК было отмечено возрастание напряжения адаптационных механизмов (УНЧ + ОНЧ > НЧ + ВЧ), что выразилось в достоверном уменьшении значений ОМС на 46,3 и 33,5 % (р < 0,05, соответственно) за счет снижения доли флюктуаций в ВЧ диапазоне (р < 0,05). В группе лыжниц с ЭТК сохранилось доминирующее значение автономного контура регуляции. У них снижение ВЧ диапазона в ортостазе компенсировалось ростом низкочастотных колебаний на 13,7 % (р < 0,05), отражающих роль симпатического отдела ВНС, и несущественным увеличением УНЧ- и ОНЧ-диапазонов. В результате чего, у спортсменок с ЭТК наблюдалась увеличение ОМС на 12,4 % (р < 0,05) в отличие от его динамики девушек с ГТК и ГрТК.
Анализ медленноволновой вариабельности сократительной функции сердца, представленный показателем ФВ, показывает, что она является более стабильной величиной, чем ЧСС и УО. Это проявляется более низкими значениями ОМС колебаний ФВ и может отражать роль внутрисердеч-ных механизмов регуляции [4].
Таким образом, изучение показателей сердеч-но-сосудистой системы у лыжниц-гонщиц показало, что ее функциональное состояние различается в зависимости от типа кровообращения, что опре-
Таблица3
Спектральные характеристики ударного объема у спортсменок с различными типами кровообращения (М ± ш)
Группа Проба ОМС, уел. ед. УНЧ, мс2 ОНЧ, мс2 НЧ, мс2 ВЧ, мс2
ГТК лежа (1) 32,04 ±7,15 3,68±0,37 9,71±1,13 13,04±1,44 5,61±2,35
11,5% 30,3% 40,7% 17,5%
орто (2) 17,22 ± 3,02 2,20±1,85 6,99±2,97 7,53±1,14 0,49+3,5
12,8% 40,6% 43,7% 2,9%
ЭТК лежа (3) 19,91 ±7,15 0,62±0,15 2,53±0,39 11,45±2,71 5,32±1,04
3,1% 12,7% 57,5% 26,7%
орто (4) 22,38 ± 3,02 0,83±0,15 3,11 ±0,39 16,00±2,71 45±1,04
3,7% 13,9% 71,5% 10,9%
ГрТК лежа (5) 78,04 ± 7,15 2,58±1,12 27,24±10,4 46,98±12,5 9,05±0,48
3,3% 34,9% 50,2% 11,6%
орто (6) 51,92 ±7,15 8,67±1,15 25,91 ±0,39 17,34±2,71 0,51±1,04
16,7 % 49,9% 33,4% 0,36%
Р р1-рЗ <0,05 < 0,001 <0,001 <0,05 >0,05
р1-р5 < 0,001 < 0,001 >0,05 <0,05 >0,05
рЗ-р5 < 0,001 >0,05 < 0,001 <0,05 <0,05
р2-р4 <0,05 <0,001 < 0,001 <0,01 < 0,001
р2-р6 < 0,001 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05
р4-р6 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001
деляется механизмами нейрогуморальной регуляции деятельности хроно- и инотропной функции. Представленные особенности меленноволновой вариабельности показателей ритма сердца и ударного объема могут являться модельными характеристиками, позволяющими использовать их для спортивного отбора, коррекции тренировочных нагрузок, в целом - для биоуправления процессом спортивной подготовки.
Литература
1. Абзалов, Р.А. Показатели минутного объема крови спортсменов различной квалификации и возраста / Р.А. Абзалов, О.И. Павлова // Теория и практика физ. культуры. —1997. — №4.—С. 59.
2. Баталов, А.Г. Модельно-целевой способ построения спортивной подготовки высококвалифицированных спортсменов в зимних видах спорта / А.Г. Баталов // Теория и практика физической культуры. —2000. -№11. — С. 46—52.
3. Бахарева, А.С. Механизмы оптимизации системы кровообращения лыжниц-гонщиц под влиянием систематических физических нагрузок / А.С. Бахарева //Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы II междунар. научно-практич. конф. — Челябинск: Изд-во ЧГТТУ, 2008. -Т. 2.- С. 336-340.
4. Особенности реакции сердечно-сосудистой системы человека на дозированную физическую нагрузку в зависимости от типа саморегуляции человека / А.А. Бова, В.П. Фекета, Е.В. Капустин, В.Ю. Денещук // Физиология человека. —1993. — Т. 19, №5.-С. 168.
5. Адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам / Е.В. Быков, С.А. Лича-гина, Р.У. Гаттаров и др. //В кн.: Колебательная-активность показателей функциональных систем организма спортсменов и детей с различной двигательной активностью. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - С. 92-207.
6. Ванюшин, B.C. Показатели кардиореспи-раторной системы у спортсменов разного возраста / B.C. Ванюшин // Физиология человека. — 1998. - Т. 24, № 3. - С. 3-5.
7. Васильева, В.В. Кровоснабжение мышц — основной фактор специальной работоспособности спортсменов / В.В. Васильева // Теория и практика физической культуры. -1989. -№8.-С. 35—36.
8. Верхошанский, Ю.В. Некоторые закономерности долговременной адаптации организма спортсмена к физическим нагрузкам /Ю.В. Верхошанский, А.А. Виру // Физиология человека. — 1987. -Т. 13, №5. -С. 811-818.
9. Дембо, А.Г. Спортивная кардиология: руководство для врачей / А.Г. Дембо, Э.В. Земцов-ский. —Л.: Медицина, 1989. —464 с.
10. Дудина, Е.А. Аэробные возможности и состояние здоровья: клинико-морфофункциональные параллели / Е.А. Дудина // Теория и практика физической культуры. — 2006. —№ 1. — С. 25—26.
11. Адаптация человека к спортивной деятельности / А.П. Исаев, С.А. Личагина, Р. У. Гаттаров и др. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГТТУ, 2004. — 236 с.
12. Муратов, В.В. О необходимости учета типа кровообращения человека при изучении влияния факторов окружающей среды на сердечнососудистую систему / В.В. Муратов // Современные проблемы и методические подходы к изучению факторов производственной и окружающей среды на здоровье человека. — Ангарск, 1993. — С. 82—83.
13. Сабирьянов, А.Р. Медленноволновые колебания показателей кровообращения у детей / А.Р. Сабирьянов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004.-115 с.
14. Яковлев, Г.М. Типы кровообращения здорового человека: нейрогуморальная регуляция минутного объема кровообращения в условиях покоя / Г.М. Яковлев, В. А. Карлов // Физиология человека. -1992. - Т. 18, № 8. - С. 86-108.
Поступила в редакцию 8 июня 2008 г.
