CC BY
39
УДК 612.13+797.2.215
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕДЛЕННОВОЛНОВОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ КРОВООБРАЩЕНИЯ ПЛОВЦОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ПОДВОДНЫМ ПЛАВАНИЕМ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ОРТОСТАЗА
Г.А. Аракелян ЮУрГУ, г. Челябинск
Колебательная активность показателей системы кровообращения спортсменов требует дальнейшего изучения в зависимости от гендерных особенностей, условий проведения занятий, специфики планирования и программирования больших тренировочных нагрузок современного спорта подростков. В статье представлены новые результаты и интерпретации системнообразующих звеньев организма пловцов подводного плавания 12-14 лет, спортивной квалификации I, II разрядов.
Ключевые слова: медленноволновая регуляция системы кровообращения, двигательные действия.
Обследованию подвергались девушки 13-14 лет, занимающиеся подводным плаванием. Применялась модифицированная диагностирующая система «Кентавр», позволяющая регистрировать в компьютерном варианте более 20 значений и спектральный анализ [11, 3, 7, 8,10].
Медленноволновая регуляция системы кровообращения с позиций современных интерпретации включает YVLF-, VLF-, LF-, HF-волны (Североамериканская кардиологическая ассоциация) и диапазоны частот следующих волн: самые низкочастотные (СНЧ), очень низкочастотные (ОНЧ), низкочастотные (НЧ), высококачественные (ВЧ) [9, 5,2,11,3, 8] системы кровообращения.
Исследования А.М. Вейна [4], Н.С. Хаспеко-вой [12], A.A. Астахова [9] позволили дифференцировать следующие уровни регуляции кардиогемодинамики: центрально-нервный (нейрогенный), гуморально-гормональный; барорефлекторный (сегментарный), объемрегулирующий (автономный, внутрисердечный, миогенный) с наличием дыхательных волн. Система регуляции кровообращения столь многоуровневая и многогранная, что требует постоянного уточнения данных (хеморецепторов, тироксинов, катехоламинов и других воздействий). В настоящих исследованиях спектральный анализ проводился в позе лежа и стоя согласно инструкции. Результаты исследования представлены в табл. 1.
Исследование проводилось на заключительном этапе подготовки к соревнованиям. Программа подготовки включала 80 % специальных двигательных действий аэробно-анаэробной направленности и 20 % специальной подготовки упражнений на суше.
Общая мощность спектра (ОМС) реоволн показателей кардиогемодинамики была исключи-
тельно вариабельна в позе лежа. В порядке ранжирования значения ОМС последовательно расположились: RespX, ATOE, ATHRX, RespT, SV, HR, BP, EF, Fw, СО. Можно полагать, что амплитуды реоволн крупных и мелких сосудов доминировали в позе лежа, затем следовали значения ОМС центрального регуляторного происхождения. На этом фоне наблюдались низкие значения ОМС фракции выброса, МОК, диастолической волны наполнения сердца. Коэффициенты вариации ОМС реоволны центрального и периферического происхождения были стабильны (EF, Fw, ATHRX, RespX) и стабильно вариативны (BP, HR, SV, СО, ATOE, RespT). К стабильным коэффициентам отнесено до 10 %, а стабильно-вариативным до 20 % вариабельности [6].
Середина спектра варьировала от 0,02 до 0,17. Наибольшие значения имели RespX, ATHRX, СО, Fw, SV, HR, EF. Низкие значения были в показателях BP, ATOE. Можно полагать, что середина спектра реоволн находилась в диапазоне низкочастотной составляющей.
Процентная дифференциация регуляторных воздействий на ЧСС в порядке рангового распределения находилась в диапазоне Р3, Р2, Рь т.е. низкочастотных, очень низкочастотных и СНЧ значений. Из этого можно судить о доминировании реоволн регуляции сегментарного уровня и в меньшей надсегментарного уровня после нагрузки соревновательного характера. Баланс активной вегетативной регуляции сместился векторно к симпатическому отделу ВНС с присутствием центральнонервной регуляции [5, 1, 8]. Известно, что в покое регуляция ЧСС осуществляется нервными, гормональными и внутрисердечными факторами. Общая мощность спектра ударного объема была больше, чем ЧСС. Однако процентное распределение зна-
Интегративная физиология
Таблица 1
Спектральные характеристики кровообращения девушек, занимающихся подводным плаванием, в позе лежа
Статистика ВР HR SV СО EF Fw ATHRX ATOE RespX RespT
Power М 50,09 56,12 62,48 0,70 9,14 0,90 625,50 940,92 26220,5 103,30
m 6,82 9,16 7,91 0,10 0,65 0,10 54,76 162,46 1301,30 14,62
V 13,62 16,32 12,66 13,96 7,11 10,94 8,75 с 17,27 4,96 14,15
Fm м 0,02 0,06 0,07 0,10 0,06 0,08 0,10 0,03 0,17 0,09
m 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01
V 2,27 8,04 4,05 4,81 4,46 6,41 7,29 7,14 3,53 15,43
Pi м 19,20 8,01 3,63 0,03 1,11 0,07 26,91 422,96 550,69 32,24
ш 2,83 1,55 0,67 0,01 0,15 0,01 2,09 72,90 102,59 6,45
V 14,74 19,39 18,44 16,67 13,69 7,64 7,78 17,24 18,63 20,01
Р2 м 30,47 22,44 16,38 0,16 3,51 0,14 135,10 500,35 1658,23 40,84
m 4,00 3,74 2,00 0,02 0,32 0,01 12,22 88,80 175,85 8,21
V 13,12 16,65 12,24 13,46 9,05 3,93 9,04 17,75 10,60 20,11
Рз М 0,42 25,29 37,26 0,41 3,48 0,39 275,24 14,52 8335,75 1,70
ш 0,07 4,03 5,64 0,07 0,30 0,05 30,77 2,58 792,69 0,13
V 15,83 15,95 15,13 16,54 8,47 11,73 11,18 17,78 9,51 7,84
Р4 м 0,00 0,38 5,22 0,11 1,02 0,30 188,24 3,09 15675,9 28,52
m 0,00 0,09 0,45 0,01 0,16 0,05 28,71 0,77 839,51 7,06
V 0,00 23,54 8,61 9,72 15,66 15,83 15,25 25,00 5,36 24,77
%,Pi 27,43 15,14 6,57 3,86 13,43 21,29 7,86 35,43 0,00 8,86
%,Р2 53,43 35,43 20,14 10,00 32,29 32,57 18,29 47,00 1,43 24,57
%,Р3 19,29 43,57 31,29 28,57 32,29 24,43 35,71 16,43 23,86 23,86
%,Р4 0,00 5,43 13,29 29,14 21,86 15,43 23,86 1,43 60,86 42,57
чений в порядке рангового расположения выглядела следующим образом: Р3, Р4, Р2, Рь Следовательно, преобладали НЧ, ОНЧ, ВЧ и в меньшей степени СНЧ. Значит регуляция УО детерминирована в большей мере гуморально-гормональными, объемрегулирующими воздействиями с наличием дыхательных волн. Центрально-нервной регуляции отведено меньшее значение (2-5 раз). Включение механизмов гетерометрической и гомеомет-рической регуляции силы сокращения миокарда, барорефлекторных влияний обеспечивают интегративную деятельность миокарда. Середина спектра была оптимальной величины
Регуляция МОК распределила в процентном отношении Р4, Р3, Р2, Рь Усматривается доминирование объемрегулирующих влияний гуморальногормональных и барорефлекторных, в несколько меньшей степени. Низка роль центрально-нервных воздействий. Следовательно, в позе лежа регуляция МОК осуществлялась внутрисосудистыми механизмами саморегуляции, а меньшие симпатико-парасимпатические воздействия ВНС. Середина спектра была относительно высокой.
Общая мощность спектра фракции выброса (ЕР) была на порядок выше СО (МОК), а середина спектра была в средних значениях. Доминировал одинаковый уровень воздействий Р2, Рз, а затем
следовал Р4, и Pj. Следовательно, регуляторные воздействия включали приоритетно барорефлекторные и гуморально-гормональные воздействия, затем следовали объемрегулирующие и централь-но-нервные. Полученные данные свидетельствуют об уменьшении значимости механизмов регуляции функции сердца [11].
Регуляторный механизм ДВНС имел низкую ОМС и оптимальное значение середины спектра при доминировании барорефлекторных, затем включался фактор центрально-нервных и объемрегулирующих воздействий.
Амплитуда реоволны (ATHR) имела высокие значения Power и Fw с доминированием в порядке распределения регуляторных воздействий гуморально-гормонального уровня, затем следовали объемрегулирующие влияния, барорефлекторные и в меньшей степени центрально-нервные воздействия.
Амплитуда реоволн ATOE имела более высокую ОМС и низкие значения Fw. В регуляции доминировали барорефлекторные и центральнонервные механизмы, затем следовали гуморальногормональные и незначительное влияние имели парасимпатические воздействия ВНС. Значения RespX имели самую большую ОМС и середину спектра, а регуляция сместилась в область объем-
регулирующих влияний с дыхательными волнами, затем следовали гуморально-гормональные и барорефлекторные влияния. Значения ИеврТ имели достоверно более низкие показатели ОМС и относительно находились соответственно в спектрах Р4, Р3, Р2, и незначительно Р].
Таким образом, система кардиогемодинамики девушек четко дифференцировалась в диапазонах барорефлекторных и гуморально-гормональных компонентов сердечно-сосудистой системы и амп-
вания на гравитационные воздействия. Так, исключительно высокие значения отмечались в дыхательной составляющей пульсации импеданса, а более низкие - с пальца ноги.
Смена положения из горизонтального положения в вертикальное вызвало возмущающие сдвиги в системе кровообращения. Под воздействием гравитационной нагрузки произошли изменения спектральных характеристик сердечно-сосудистой системы (табл. 2).
Таблица 2
Спектральные значения медленноволновой вариабельности девушек под воздействием активного ортостаза, в позе стоя
Статистика ВР НИ БУ СО ЕБ АТНЮС АТОЕ ЫеврХ ЛеврТ
Ро\уег М 41,19 57,41 53,17 0,37 6,52 0,21 561,69 477,48 24319,9 175,10
т 8,02 6,49 6,99 0,02 0,39 0,03 17,13 41,89 1100,41 23,32
V 19,46 11,30 13,15 6,56 6,04 12,98 3,05 8,77 4,52 13,32
Бт М 0,04 0,08 0,08 0,09 0,07 0,09 0,10 0,03 0,15 0,16
ш 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,02
V 4,17 7,89 4,49 2,13 3,38 7,39 1,53 4,41 1,00 10,13
Рі М 14,46 5,31 2,35 0,02 0,47 0,06 14,91 136,82 2,13 8,65
т 3,33 0,70 0,29 0,00 0,03 0,01 1,18 13,95 0,36 1,18
V 23,01 13,11 12,34 11,11 6,14 22,66 7,92 10,20 16,96 13,58
Р2 М 23,12 17,55 14,22 0,09 1,81 0,07 100,85 225,49 549,35 19,52
т 4,61 1,87 2,04 0,01 0,17 0,01 3,73 19,41 88,34 2,69
V 19,94 10,64 14,36 9,57 9,22 17,14 3,69 8,61 16,08 13,77
Рз м 1,81 28,76 26,62 0,16 2,95 0,04 306,46 95,65 11263,5 24,86
т 0,18 4,27 3,77 0,01 0,19 0,00 12,30 10,35 607,63 4,35
V 10,16 14,86 14,18 5,00 6,40 8,33 4,01 10,82 5,39 17,52
Р4 м 1,80 5,79 9,98 0,09 1,29 0,03 139,47 19,52 12505,0 122,07
т 0,45 1,38 0,94 0,01 0,13 0,00 9,58 3,65 448,94 23,34
V 0,00 23,87 9,40 10,11 10,18 12,50 6,87 18,68 3,59 19,12
%, Р! 17,40 11,20 5,60 4,80 7,00 15,00 3,00 31,40 0,00 14,00
%, Р2 48,80 33,40 27,20 22,80 29,20 27,00 19,00 43,80 2,00 20,40
%,Рз 27,00 44,80 47,80 47,80 48,20 30,20 54,00 20,00 45,00 14,80
%,Р4 6,80 10,60 19,80 24,80 15,40 27,80 24,00 5,00 52,80 51,00
литуд реоволн до центрально-нервных и объемре-гулирующих.
В регуляции дыхательной функции преобладали объемрегулирующие и гуморально-гормо-нальные воздействия. Более слабо задействованы барорефлекторные и центральные механизмы регулирования.
Итак, в горизонтальном положении в порядке рангового распределения значения ОМС в регуляции ССС расположились: гуморально-гормональные, барорефлекторные, объемрегулирующие и центрально-нервные (нейрогенные, надсегментарные).
Можно сказать, что интегративные механизмы регуляции кровообращения многообразны и подвержены адаптивно-компенсаторным изменениям в зависимости от функционального состояния юных спортсменов, особенностей их реагиро-
Сравнение табл. 1 и 2 выявило, что отмечалась тенденция к снижению ОМС показателей ВР. В два раза увеличились значения Б\у. Изменилась архитектоника регуляторных процессов: Р2, Р3, Рь Р4. Вклад барорефлекторной и центрально-нервной составляющих снизился, а гуморально-гормональной - повысился. На этом фоне увеличились объемрегулирующие механизмы. Общая мощность спектра НЯ осталась неизменной при несколько возросших значениях середины спектра. Гумо-рально-гормональные и барорефлекторные регуляции были относительно стабильны. Несколько снизился вклад центрально-нервной регуляции и почти вдвое увеличилось объемрегулирующее влияние с наличием дыхательных волн.
Под воздействием ортопробы несколько снизились значения ОМС ударного объема (БУ) при
Интегративная физиология
относительно стабильной Fw. Значительно повысился вклад гуморально-гормональных, барорефлекторных и объемрегулирующих факторов регуляции кровообращения при относительной неизменности центрально-нервных воздействий.
Общая мощность спектра МОК под влиянием активной ортопробы снизилась достоверно (р < 0,05) при почти неизменной Fw. Значительно усилились механизмы гуморально-гормональных и барорефлекторных регуляторных воздействий. Снизилось влияние объемрегулирующих факторов и незначительно воздействие центрально-нервных механизмов.
Статистически значимо снизилась ОМС фракция выброса (р < 0,01) при почти неизменной Fw. Вклад гуморально-гормональных воздействий выглядел приоритетно. При этом центрально-нервные, объемрегулирующие и барорефлекторные влияния снизились.
Значения ОМС Fw снизились существенно под воздействием ортопробы (р < 0,01), а середина спектра реоволн оставалась относительно стабильной. Спектр регуляции кровообращения в порядке рангового распределения (%) сместился в диапазон волн Р3, Р4, Р2, Pi- Доминировал соответственно вклад гуморальных, барорефлекторных и объемрегулирующих механизмов регуляции ССС (ДВНС). Снизился вклад фактора центральнонервных влияний. Уменьшилась ОМС ATHRX при неизменной середине спектра. Явно приоритетно выглядел вклад гуморально-гормональных составляющих регуляции реоволн больших сосудов при относительно неизменной объемрегулирующей, барорефлекторной и центрально-нервной составляющей. Почти вдвое снизилась ОМС значений ATOE при одинаковой Fw.
Значения ОМС RespX незначительно снизились при относительно маловариативной Fw. Спектр регуляции дыхательной составляющей в порядке распределения составил: Р4, Р3, т.е. объеморегулирующий и гуморально-гормональный вклад доминировал. Значения ОМС RespT и Fw реоволны явно доминировали объемрегулирующие и барорефлекторные влияния. Повысились центральнонервные и снизились гуморально-гормональные механизмы.
Резюмируя полученные данные, необходимо отметить, что в положении лежа доминировали механизмы регуляции центральной гемодинамики барорефлекторного и гуморально-гормонального спектра действия. Значительная роль в ходе объемрегулирующих составляющих проявлялась в следующих значениях ОМС: МОК, фракция выброса, ATHRX, RespX, RespT. Центрально-нервная регулирующая проявлялась в ОМС следующих показателей: ВР, HR, EF, Fw, ATOE. В остальных параметрах ОМС была более низкой (0-8,86 %).
В вертикальном положении тела девушек приоритетно представлен вклад следующих значений центральной нервной гемодинамики ОМС: ВР, EF, HR, Sv, СО, Fw, представляющих высокий
процент гуморально-гормональных и барорефлекторных механизмов. В регуляции амплитуды реоволн и дыхания доминировали объемрегулирующие влияния. Значительная роль в ОМС показателей RespX и Т принадлежала диапазону Р4. Большой вклад этого диапазона вносили: SV, СО, ATHRX, Fw, EF. Роль центрально-нервной регуляции проявлялась в значениях ОМС следующих показателей ССС: ВР, Fw, ATOE, RespT, НР.
Следовательно, в позе стоя, как и в положении лежа, действовали механизмы, регулирующие функционирование кардиогемодинамики, но в разных отношениях вклада в ОМС. Необходимо отметить, что в архитектонике ОМС регуляции, кровообращения в позе стоя не наблюдалось изменений в объемрегулирующей и центрально-нервном вкладе по сравнению с положением лежа. Доминировали гуморально-гормональные и барорефлекторные механизмы, более ярко проявляющиеся по сравнению с горизонтальным положением.
Процентное распределение значений ОМС среднего динамического по диапазонам медленноволновых колебаний давления барорефлекторных механизмов, затем следовали по степени значимости нейрогенные и гуморально-гормональные регуляторные воздействия. В значениях НЧ преобладали гуморально-гормональные влияния, затем барорефлекторные и центрально-нервные регуляторные уровни кардиогемодинамики. Небольшой процент (5, 4, 3 %) составили объемрегулирующие воздействия.
В показателях У О доминировали в порядке распределения гуморально-гормональное, барорефлекторные и объемрегулирующие механизмы ОМС. Лишь 6,57 % отводилось центрально-нервным регуляторным влияниям.
Регуляция ОМС МОК в порядке ранжирования осуществлялась объемрегулирующим, гумо-рально-гормональными уровнями. Лишь 3,86 % ОМС МОК осуществлялось центрально-нервными механизмами. В регуляции фракции выброса одинаковую роль играли барорефлекторные и гуморально-гормональные воздействия, затем шли объемрегулирующие и центрально-нервные влияния. В регуляции ОМС Fw в порядке распределения были задействованы механизмы барорефлекторные, гуморально-гормональные и центральнонервные, а затем следовали объемрегулирующие воздействия.
Показатели ОМС ATHRX в порядке ранжирования расположились следующим образом: гуморально-гормональные, объемрегулирующие и барорефлекторные факторы. Центрально-нервная регуляция составила лишь 7,86 % ОМС. В регуляции ОМС ATOE доминировали в порядке распределения барорефлекторные и центрально-нервные факторы, затем следовали гуморально-гормональные. Вклад объемрегулирующих факторов составил 1,43 % ОМС. Значения ОМС RespX обеспечивались преимущественно объемрегулирующими
(60,80 %), гуморально-гормональными (28,86 %), барорефлекторными (11,43 %) и лишь на 3,85 % центрально-нервными механизмами. Регуляцию ОМС RespT в порядке распределения составили объемрегулирующие, барорефлекторные и гумо-рально-гормональные факторы. Лишь 8,86 % регуляции ОМС составили центрально-нервные факторы.
Таким образом, в регуляции центральной гемодинамики факторы распределились: гуморальногормональные, барорефлекторные, объемрегулирующие и центрально-нервные. Следует отметить, что каждый компонент ССС имел свои доминантные значения ОМС. Например, ВР-барорефлекторные, HR, SV, гуморально-гормональные, СО-объемре-гулирующие и т.д.
Необходимо отметить, что ОМС регуляции кровообращения у девушек и подростков несколько различались в центрально-нервной и барорефлекторной регуляции. Возможно, это взаимосвязано с головными особенностями регуляции.
Можно полагать, что интегративное состояние системы кровообращения зависит от исходных данных подготовленности, половых особенностей и индивидуальной специфики реагирования на гравитационное воздействие.
Действительно, ортопроба позволяет измерить функциональные резервы как вегетативной регуляции путем определения активности вазомоторного центра (АВЦ), так и при недействии АВЦ в процессе регулирования кровотока, когда включаются другие уровни управления (надсегментар-ные, периферические, гормональные). Включение центрально-нервных механизмов регуляции, возможно, связано с напряжением систем и снижением функциональных резервов кардиогемодинамики. Данный механизм регуляции сосудистого тонуса является медленным компонентом барорефлекса, который проявляется во всех гравитационных воздействиях.
Литература
1. Астахов, A.A. Физиологические основы био-импедансного мониторинга гемодинамики в анестезиологии (с помощью системы «Кентавр»): учеб. пособие в 2 т. / A.A. Астахов. — Челябинск: Микролюкс, 1996. - Т. 1. -174 с.; Т. 2. -162 с.
2. Бубнова, И.Д. Центральные механизмы гуморально-метаболической и автономной регуляции кровообращения при критических состояниях, обусловленных патологией головного мозга: duc. ... д-ра мед. наук/И.Д. Бубнова. - Челябинск, 2001. -299 с.
3. Быков, Е.В. Влияние уровня двигательной
активности на функциональное состояние здоровья учащихся 12-17 лет и физиологическое обоснование оздоровительных программ: дис. ... д-ра мед. наук/Е.В. Быков. - Курган, 2002. -316 с.
4. Вегетативные расстройства: Клиника, лечение, диагностика: учеб. пособие / под ред. А.М. Вейна. - М.: Медицинское информационное агентство, 2000. - 752 с.
5. Исаев, А.П. Механизмы долговременной адаптации и дисрегуляции функций спортсменов к нагрузкам олимпийского цикла подготовки: дис. ... д-ра биолог, наук/А.П. Исаев. - Челябинск, 1993. -537 с.
6. Исаев, А.П. Функциональные критерии гемодинамики в системе тренировки спортсменов (индивидуализация, отбор, управление): учеб. пособие / А.П. Исаев, A.A. Астахов, Л.М. Куликов. -Челябинск: ЧГИФК: ЧГИУВ, 1993. - 170 с.
7. Мкртумян, А.М. Физиологическая активность организма учащихся 7-18 лет различного развития и подготовленности при применении оздоровительных технологий: дис. ... д-ра мед. наук / А.М. Мкртумян. — Курган, 2004. - 369 с.
8. Ненашева, A.B. Формирование аллостаза, особенности роста и развития детей из социально неблагополучных семей: дис. ... д-ра биол. наук/ A.B. Ненашева. - Челябинск: ЧГПУ, 2008. - 382 с.
9. Новые данные о медленных волнах комплекса параметров кровообращения здоровых / A.A. Астахов, И.Д. Бубнова, Б.М. Говоров и др. // Инжиниринг в медицине: III Всерос. науч.-прак. конф. с междн. участием. «Колебательные процессы гемодинамики. Пульсация и флюктуация сердечнососудистой системы»: II Всерос. симпозиум 23-24 марта 2002 г.: сб. науч. тр. - Челябинск, 2002. — С. 227-237.
10. Потапова, ТВ. Адаптивно-компенсаторные реакции организма юных спортсменов на нагрузки прогрессивной тренировки и восстановления: монография / Т.В. Потапова, В.В. Эрлих, А.М. Мкртумян; под науч. ред. А.П. Исаева. — Тюмень: Изд-во ТГУ, 2008.-344 с.
11. Сабирьянов, А.Р. Структура медленноволновой вариабельности показательной гемодинамики, как интегральная характеристика активности уровней регуляции системы кровообращения у детей младшего и среднего возраста: дис. ... д-ра мед. наук / А.Р. Сабирьянов. — Курган, 2005. — 313 с.
12. Хаспекова, Н.С. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга: дис. ... д-ра мед. наук/Н.С. Хаспекова. - М., 1996. -217 с.
Поступила в редакцию 11 марта 2009 г.
