ДИНАМИЧЕСКАЯ БРАДИКАРДИЯ КАК КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНОВ К ГИПОКСИИ Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК: 612.821:612.766.1 DOI: 10.24412/2075-4094-2024-2-3-2 EDN KKRTEZ :

Evftäfö **

ДИНАМИЧЕСКАЯ БРАДИКАРДИЯ КАК КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНОВ К ГИПОКСИИ

Н.А. ФУДИН, Ю.Е. ВАГИН, Е.В. БЫКОВА

ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»,

ул. Балтийская, д. 8, г. Москва, 125315, Россия

Аннотация. Динамика частоты пульса при гиповентиляционных тренировках была изучена недостаточно Цель исследования - определить длительности выработки рефлекса ныряльщика у начинающих спортсменов. Материалы и методы исследования. Спортсмены работали на велоэргометре на фоне максимальной произвольной задержки дыхания до, в ходе и после гиповентиляционных тренировок в течение 4 недель. Измеряли длительность задержек дыхания, длительность работы на велоэргометре и частоту пульса. Результаты и их обсуждение. В покое при задержках дыхания возникала бради-кардия. При работе на фоне задержки дыхания возникала тахикардия. Тренировки увеличивали время задержек дыхания на 113% и работы на 29%. При тренировках при задержках дыхания в покое бради-кардия сохранялась. При работе на фоне задержки дыхания тахикардия исчезала, и через 4 недели тренировок возникала брадикардия. Заключение. Тренировки не занимающихся фридайвингом спортсменов вырабатывали рефлекс ныряльщика, что повышало их резервные возможности.

Ключевые слова: гиповентиляционные тренировки, задержка дыхания, частота пульса, рефлекс Геринга, рефлекс ныряльщика.

DYNAMIC BRADYCARDIA AS A CRITERION OF ATHLETES' RESISTANCE TO HYPOXIA

N.A. FUDIN, Yu.E. VAGIN, E.V. BYKOVA

Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Research Center for Original and Promising Biomedical and Pharmaceutical Technologies", 8 Baltiyskaya str., Moscow, 125315, Russia

Abstract. The dynamics of heart rate during hypoventilation training has been under researched. Purpose of the study was to determine the duration of diver reflex production in novice athletes. Materials and methods of the study. The athletes were working on a bicycle ergometer in the background of maximum voluntary breath-holding before, during and after hypoventilation training for 4 weeks. The duration of breath-holds, duration of work on the bicycle ergometer and heart rate were measured. Results and their discussion. At rest, bradycardia occurred during breath-holds. When working against the background of breath-holding, tachycardia occurred. Training increased the time of breath-holding by 113% and work by 29%. In training during breath-holding at rest, bradycardia was preserved. During work at breath-holding, tachycardia disappeared and bradycardia appeared after 4 weeks of training. Conclusion. Training of non-freediving athletes produced the diver's reflex, which increased their reserve capabilities.

Key words: hypoventilation training, breath-holding, heart rate, Goring reflex, diver's reflex.

Введение. Известно, что при максимальной произвольной задержке дыхания (ЗД) на вдохе у человека в состоянии покоя изменяется частота пульса (ЧП) [1]. У одних людей ЧП изменяется незначительно, у других возникает тахикардия, но у большей части людей происходит брадикардия [1] за счет врожденного рефлекса Геринга [4, 7]. У подготовленных к ЗД фридайверов при ЗД как в состоянии физического покоя, так и при физической нагрузке возникает брадикардия [9] за счет приобретенного рефлекса ныряльщика [3, 8, 10]. Чем лучше у спортсмена выражен рефлекс ныряльщика, тем больше его устойчивость к статической гипоксии при ЗД в покое и динамической гипоксии при физической работе [1].

Известно, что для увеличения работоспособности и гипоксической устойчивости спортсменов применяют гиповентиляционные тренировки (ГВТ) [2, 5, 6]. Однако динамика ЧП при ГВТ изучена недостаточно. Имело значение выяснить возможность выработки рефлекса ныряльщика с помощью ГВТ у начинающих спортсменов не занимающихся фридайвингом.

Цель исследования - определение длительности выработки рефлекса ныряльщика у начинающих спортсменов.

Материалы и методы исследования. Протокол исследования был выполнен в соответствии с рекомендациями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации [11].

Контингент обследуемых спортсменов. Были обследованы 12 начинающих спортсменов в возрасте 18-20 лет, которые проводили двигательные тренировки два раза в неделю. Все спортсмены не имели врачебных противопоказаний к физическим упражнениям и произвольным задержкам дыхания.

Последовательность исследования. В состоянии физического покоя у спортсменов регистрировали ЧП с помощью пальцевого пульсоксиметра ZK-301 (RoHS CE PC). Затем спортсмены выполняли пробу Штанге, и у них измеряли длительность ЗД и ЧП в конце ЗД.

Физическую нагрузку спортсмены выполняли на велоэргометре SE-300-45 (Россия), вращая педали на фоне ЗД до предела физиологической возможности. Скорость вращения педалей была 1 оборот в секунду при сопротивлении вращения 60 Вт, которое контролировали датчиком прибора SIGMA-bc-509 (Германия). Измеряли длительность работы на велоэргометре и ЧП в конце работы.

Потом спортсменов обучали гиповентиляционному ритму дыхания в покое в положении сидя. Дыхание было спокойным и ритмичным с длительностью вдоха 1,2 с, выдоха 1,5 с и удлиненной паузой после выдоха в течение 5-10 с. Затем спортсмены самостоятельно проводили ГВТ по 30 минут три раза в день. Длительность ГВТ была 4 недели, что было достаточно для получения положительных изменений в организме спортсменов, как было установлено нашими предыдущими исследованиями [2]. После каждой тренировки спортсмены самостоятельно измеряли длительность ЗД. Кроме того, раз в неделю проводили ГВТ спортсменов под руководством исследователя в течение 40 мин. Каждая такая тренировка включала измерение ЗД в покое в начале, в середине и после окончания тренировки, приседания на фоне ЗД в начале и середине тренировки и два этапа гиповентиляционного дыхания по 10 мин.

Через каждую неделю ГВТ у спортсменов измеряли длительность ЗД в покое, время работы на ве-лоэргометре и ЧП в покое, при ЗД и при работе на велоэргометре.

Статистический анализ. Полученные результаты обрабатывали с помощью параметрического пакета программы Statistica 10 компании «Microsoft». В каждой группе спортсменов вычисляли средние арифметические величины и среднее квадратичное отклонение для каждого исследуемого параметра. Вариационные ряды зарегистрированных параметров имели нормальность распределения, о чем свидетельствовала симметричная колоколообразная форма гистограмм частоты каждого вариационного ряда параметров, разбитых на классы. Различия между средними величинами параметров были при статистической значимости p<0,05, которую оценивали по t-критерию Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. Длительность ЗД. Через 4 недели ГВТ спортсменов длительность их максимальной произвольной ЗД увеличилась статистически значимо при p<0,001 на 113±18%. У спортсменов повышалась вентиляционная устойчивость к гипоксии.

ЧП при ЗД. В состоянии физического покоя спортсменов до ГВТ при ЗД средние значения ЧП уменьшились на 8,0±4,6 уд/мин, через 1 неделю ГВТ - на 11,6±3,9, через 2 недели - на 19,7±5,5, через 3 недели - на 10,9±6,3 и через 4 недели - на 12,3±4,8 уд/мин. Уменьшение ЧП было статистически значимым до ГВТ и на 1 неделе ГВТ при p<0,05, на 2 неделе ГВТ при p<0,005 и на 4 неделе ГВТ при p<0,001 (рис. 1). Уменьшение ЧП спортсменов при ЗД в состоянии физического покоя до и в ходе ГВТ происходило вследствие врожденного рефлекса Геринга [4, 7]. ГВТ спортсменов не влияли на бради-кардию при ЗД.

Рис. 1. Частота пульса (уд/мин) спортсменов в состоянии физического покоя до и при задержке дыхания (ЗД) до гиповентиляционных тренировок (ГВТ) и через 1, 2, 3 и 4 недели ГВТ. Примечание: * - статистически значимое отличие между частотой пульса до ЗД и при ЗД до ГВТ и через 1 неделю ГВТ при p<0,05. ** - статистически значимое отличие между частотой пульса до ЗД и при ЗД и через 2 недели ГВТ при p<0,005. *** - статистически значимое отличие между частотой пульса

до ЗД и при ЗД и через 4 недели ГВТ при p<0,001

Длительность работы. Через 4 недели ГВТ спортсменов длительность их работы на велоэргомет-ре на фоне максимальной произвольной ЗД увеличилась статистически значимо при p<0,001 на 29±5%. У спортсменов повышалась работоспособность на фоне вентиляционной и двигательной гипоксии.

ЧП при работе. При работе на велоэргометре спортсменов на фоне ЗД до ГВТ среднее значение ЧП увеличилось статистически значимо при p<0,001 на 20,6±6,3 уд/мин, что было вызвано увеличением кислородного запроса в работающей мускулатуре. В течение трех недель ГВТ при работе на велоэрго-метре спортсменов на фоне ЗД средние значения ЧП статистически значимо не изменились, а была тенденция к их уменьшению. Через 4 недели ГВТ при работе на велоэргометре спортсменов на фоне ЗД среднее значение ЧП уменьшилось статистически значимо при p<0,001 на 24,2±5,6 уд/мин (рис. 2). Бра-дикардия была одним из процессов, происходящих у спортсменов при регулярных гипоксических тренировках [1, 7]. Следовательно, через 4 недели ГВТ у спортсменов начал вырабатываться рефлекс ныряльщика.

Рис. 2. Частота пульса (уд/мин) спортсменов до задержки дыхания (ЗД) в покое и при работе на велоэргометре на фоне ЗД до гиповентиляционных тренировок (ГВТ) и через 1, 2, 3 и 4 недели ГВТ.

Примечание: *** - статистически значимое отличие между частотой пульса до ЗД и при ЗД до ГВТ и

через 4 недели ГВТ при p<0,001

Заключение. При ЗД у спортсменов в состоянии покоя возникала брадикардия вследствие врожденного рефлекса Геринга [4, 7]. ГВТ спортсменов не влияли на этот рефлекс при ЗД. При работе на ве-лоэргометре на фоне ЗД возникала тахикардия, которая улучшала кровообращение в работающих мышцах. При ГВТ спортсменов тахикардия исчезала, и ЧП не изменялась в течение трех недель при работе на велоэргометре на фоне ЗД. Через 4 недели ГВТ спортсменов при работе на велоэргометре на фоне ЗД возникала брадикардия. Брадикардия была направлена на поддержание жизнедеятельности сердца и других жизненно важных органов при вентиляционной и двигательной гипоксии, что могло улучшить резервные возможности спортсменов [1, 3, 9]. Таким образом, ГВТ не занимающихся фридайвингом спортсменов вырабатывали у них рефлекс ныряльщика [3, 8, 10] в течение 4 недель.

Литература

1. Вагин Ю.Е. Причины брадикардии при статической дыхательной гипоксии у спортсменов // Спортивная медицина: наука и практика. 2021. № 1(11). С. 30-36. DOI: 10.47529/2223-2524.2021.1.3.

2. Вагин Ю.Е., Фудин Н.А., Классина С.Я. Процессы, определяющие увеличение работоспособности спортсменов после гиповентиляционного дыхания // Вестник новых медицинских технологий. 2022. № 2(29). С. 53-56. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-2-53-56.

3. Зеленкова И.Е. Разучиться дышать. М., СПб.: НесторИстория, 2015. 78 с.

4. Смирнов В.М., Судаков К.В. Словарь-справочник по физиологии. М.: МИА, 2010.504 c.

5. Фудин Н.А., Вагин Ю.Е. Физиологические механизмы произвольной гипоксии, повышающие спортивную работоспособность // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2023. №2. Публикация 3-4. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2023-2/3-4.pdf (дата обращения: 14.04.2023). DOI: 10.24412/2075- 4094-2023-2-3-4. EDN UEJZNK

6. Фудин Н.А., Хадарцев А.А., Бадтиева В.А. Физиологическая целесообразность гиповентиляционных тренировок и спортивная работоспособность. Москва, 2023.

7. Hering H.E. Analysis of pulsus irregularis perpetuus // PragMed. Wocenschr. 1903. № 28. Р. 377-381.

8. Lin Y.C. Applied physiology of diving // Sports Med. 1988. №5(1). Р. 41-56. DOI: 10.2165/00007256198805010-00004

9. Manley L. Apnoeic heart rate responses in humans. A review // Sports Med. 1990. №9(5). Р. 286-310. DOI: 10.2165/00007256-199009050-00004

10. Schagatay E., M. Kampen, S. Emanuelsson, B. Holm. Effects of physical and apnea training on apne-ic time and the diving response in humans // Eur. J. Appl. Physiol. 2000. №3(82). Р. 161-169. DOI: 10.1007/s004210050668

11. World Medical Association Declaration of Helsinki: Ethical Principles for medical research involving human subjects // JAMA. 2013. №20(310). Р. 2191-2194. DOI: 10.1001/jama.2013.281053

References

1. Vagin YuE. Prichiny bradikardii pri staticheskoy dykhatel'noy gipoksii u sportsmenov [Causes of bradycardia with static respiratory hypoxia in athletes]. Sports medicine: science and practice. 2021;11(1):30-6. DOI: 10.47529/2223-2524.2021.1.3. Russian.

2. Vagin YuE. Fudin NA, Klassina SYa. Protsessy, opredelyayushchiye uvelicheniye rabotosposobnosti sportsmenov posle gipoventilyatsionnogo dykhaniya [Processes determining an increase in athletes' working capability after hypoventilation breathing]. Journal of New Medical Technologies.. 2022;29(2): 53-56. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-2-53-56. .Russian.

3. Zelenkova IE. Razuchit'sya dyshat' [Unlearn to breathe[. Moskva, SPb.: NestorIstoriya. 2015:78. Russian.

4. Smirnov VM, Sudakov KV. Slovar'-spravochnik po fiziologii [Dictionary of Physiology]. Moskva: MIA. 2010:504. Russian.

5. Fudin NA, Vagin YuE. Fiziologicheskie mehanizmy proizvol'noj gipoksii, povyshajushhie sportivnuju rabotosposobnost' [Physiological mechanisms of voluntary hypoxia increasing sports performance]. Journal of New Medical Technologies, e-edition. 2023 [cited 2023 Apr 14];2 [about 7 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/ Bulletin/E2023-2/3-4.pdf. DOI: 10.24412/2075-4094-2023-2-3-4. EDN UEJZNK

6. Fudin NA, Hadarcev AA, Badtieva VA. Fiziologicheskaja celesoobraznost' gipoventiljacionnyh trenirovok i sportivnaja rabotosposobnost' [Physiological expediency of hypoventilation training and athletic performance]. Moskva, 2023. Russian.

7. Hering HE. Analysis of pulsus irregularis perpetuus. PragMed. Wocenschr. 1903; 28:377-381.

8. Lin YC. Applied physiology of diving. Sports Med. 1988;5(1):41-56. DOI: 10.2165/00007256198805010-00004

9. Manley L. Apnoeic heart rate responses in humans. A review. Sports Med. 1990;9(5):286-310. DOI: 10.2165/00007256-199009050-00004

10. Schagatay E, Kampen M, Emanuelsson S, Holm B.. Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. Eur. J. Appl. Physiol. 2000;3(82):161-9. DOI: 10.1007/s004210050668

11. World Medical Association Declaration of Helsinki: Ethical Principles for medical research involving human subjects. JAMA. 2013;20(310);2191-2194. DOI: 10.1001/jama.2013.281053

Библиографическая ссылка:

Фудин Н.А., Вагин Ю.Е., Быкова Е.В. Динамическая брадикардия как критерий устойчивости спортсменов к гипоксии // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2024. №2. Публикация 3-2. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2024-2/3-2.pdf (дата обращения: 22.03.2024). DOI: 10.24412/2075-40942024-2-3-2. EDN KKRTEZ* Bibliographic reference:

Fudin NA, Vagin YuE, Bykova EV. Dinamicheskaja bradikardija kak kriterij ustojchivosti sportsmenov k gipoksii [Dynamic bradycardia as a criterion of athletes' resistance to hypoxia]. Journal of New Medical Technologies, e-edition. 2024 [cited 2024 Mar 22];2 [about 4 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2024-2/3-2.pdf. DOI: 10.24412/2075-4094-2024-2-3-2. EDN KKRTEZ

* номера страниц смотреть после выхода полной версии журнала: URL: http://medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2024-2/e2024-2.pdf

**идентификатор для научных публикаций EDN (eLIBRARY Document Number) будет активен после выгрузки полной версии журнала в eLIBRARY