CC BY
37
The dynamics of tension of the cardiovascular system adaptation mechanisms in a sports tourist hike Minina E. , Grebnev A. , Finogentov P. (Russian Federation)
Динамика напряжения адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы в процессе спортивно-оздоровительного туристического пешего похода Минина Е. Н. , Гребнев А. Н. , Финогентов П. В.
(Российская Федерация)
3Минина Елена Николаевна /Minina Elena - кандидат биологических наук, доцент, кафедра теории и методики адаптивной физической культуры, физической реабилитации и оздоровительных технологий;
2Гребнев Артём Николаевич / Grebnev Artem - старший преподаватель, кафедра туризма;
3Финогентов Павел Владимирович /Finogentov Pavel - магистр, кафедра теории и методики адаптивной физической культуры, физической реабилитации и оздоровительных технологий,
Таврическая академия,
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение Высшего образования Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского, г. Симферополь
Аннотация: в условиях Крымского региона, который является регионом с высоким рекреационным потенциалом, актуально развивать не только индустрию туризма и отдыха, но и активно формировать систему функционального контроля за лицами, вовлечёнными в различные рекреационные программы. Впервые была выявлена динамика напряжений адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы у условно здоровых юношей 17 лет в процессе спортивно-оздоровительного туристического пешего похода
по стандартному маршруту в условиях низкогорья по показателям симметрии зубца Т (/Зт, ед.),
среднеквадратическое отклонение / (СКО Рг , мс), индекса напряжения по А. Р. Баевскому (ИН, ед.) и коэффициенту вагосимпатического баланса (LF/HF, ед). Регистрацию и анализ ЭКГ в фазовом пространстве проводили с помощью программно-технического комплекса «Фазаграф®», в котором реализована оригинальная информационная технология обработки электрокардиосигнала в фазовом пространстве с использованием идей когнитивной компьютерной графики и методов автоматического распознавания образов. Пальцевые электроды комплекса позволяют быстро фиксировать сигнал и не затрудняют тестирование в полевых условиях. Положительную динамику сердечно-сосудистой системы при выполнении физической нагрузки во время пешего похода можно расценивать как положительно направленную приспособительную реакцию организма юношей, а оптимизирующее действие связно с эффектом дополнительного действия условий низкогорья.
Abstract: under the conditions of the Crimean region, which is a region with high recreational potential, important to develop not only the tourism industry and recreation, but also actively forming functional control system for persons involved in various recreational programs. For the first time has been revealed the dynamics of tension in adaptation mechanisms of the cardiovascular system in conditionally healthy young men 17 years in the course sports and health tourist hike over the standard route in the conditions of low mountains on indicators of the T wave symmetry, SD symmetry of T-wave, the tension index of Baevski and coefficient of vagosympathetic balance. Registration and analysis of ECG in the phase space was performed by software and hardware complex «Fasegraph®», in which implemented the original information processing technology of electrocardiosignal in phase space with the use of computer graphics cognitive ideas and methods of automatic recognition of images. Finger electrodes of the complex allow you to quickly fixate the signal and make it not difficult to test in natural conditions. The positive dynamics of the cardiovascular system during exercise in hike can be seen as a positive direction adaptive reaction of the youths organism and optimizing effect caused by the effect of additional action conditions of low mountains.
Ключевые слова: спортивно-оздоровительный туризм, напряжение механизмов адаптации сердечнососудистой системы, «Фазаграф®», симметрия зубца Т.
Keywords: sports tourism, tension of adaptation mechanisms of the cardiovascular system, «Fasegraph®», the symmetry of the T wave.
Введение. Приоритетным направлением здоровьесбережения является мониторинг функционального состояния, донозологическую диагностику на ранних стадиях развития адаптационного синдрома, своевременную коррекцию дизадаптационных расстройств, рациональное использование средств физической культуры и спорта для укрепления здоровья для повышения волевых и психофизиологических качеств личности и физической работоспособности организма человека [1-3]. Реализация этого методологического подхода нацелена на восстановление сниженных функциональных резервов организма и оздоровление практически здоровых лиц и групп риска и заложена в качестве базовой научной платформы
физической и адаптивной физической культуры, восстановительной медицины, которые ориентированы на формирование культуры здоровья и стимулов к ведению здорового образа жизни и напрямую связаны с «Государственной программой развития курортов и туризма в Республике Крым на 2015-2017 годы» от 29 июня 2015 года № 358 и Федеральной целевой программы «Социально-экономическое развитие Республики Крым и города Севастополя до 2020 года».
Общепринято представление о благотворном влиянии рекреационного оздоровительного туризма на здоровье, а в частности, на морфофункциональные и психофизиологические показатели людей, вовлеченных в этот вид двигательной рекреации. Однако конкретизация в дозировании нагрузки и методические подходы контроля в процессе преодоления маршрутов туристических походов начинающими рекреантами ещё не достаточно полно изучено и формализовано.
Важно отметить, что комплексные исследования влияния занятий оздоровительным туризмом на организм занимающихся как в течение одного мероприятия, так и на протяжении длительного периода времени отсутствуют, и имели в основном эпизодический характер [4-6]. Так, применительно к активным видам спорта и рекреации рассмотрены и разработаны некоторые аспекты медико-биологического обеспечения занятий с использованием эмоционально насыщенных, строго дозированных воздействий [7]. Научные подходы в обсуждаемой области касаются изучения преимущественно вопросов морфофункционального состояния отдельных систем, оставляя в стороне необходимость разработки системного алгоритма массового спортивного оздоровления, комплексного изучения адаптационных реакций организма различных групп населения с учетом возрастных особенностей рекреационной деятельности на курорте. На сегодня отсутствует научное обоснование системы оздоровительных мероприятий путем адаптации сердечно-сосудистой и дыхательной систем к рекреационным условиям природно-климатических факторов различных групп населения. Возникает необходимость обоснования организационно-методических и медико-биологических подходов к проведению различных видов двигательной рекреации [8].
Таким образом, в условиях Крымского региона, который является регионом с высоким рекреационным потенциалом, следует развивать не только индустрию туризма и отдыха, но и активно формировать систему функционального контроля за лицами, вовлечёнными в различные рекреационные программы: маршруты с активными способами передвижения, купальные, горнолыжные и т. д. Для этого имеются богатые и неповторимые природно-ландшафтные и биологические особенности, что позволяет выявить определенные закономерности влияния сочетания действия природных физических факторов и различных форм двигательной активности, а также наметить пути дальнейшего совершенствования данной сферы деятельности [9].
Цель работы - выявить динамику напряжения адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы в процессе оздоровительно-туристического пешего похода у начинающих студентов-туристов.
Методы и организация исследования. В исследовании принимали участие 15 условно-здоровых юношей 18 лет, ранее не занимающихся туризмом. Туристский поход проходил с 4 по 11 июля 2015 года на южном склоне Главной гряды Крымских гор, в районе горного массива Бабуган-Яйла. Базовый лагерь находился возле источника Ак-Чокрак на высоте 928 метров над уровнем моря. Было совершено четыре радиальных маршрута. При планировании похода были выдержаны принципы распределения нагрузки и «гималайского стиля» альпинизма, по мере выполнения маршрутов увеличивалась вертикальная амплитуда и их протяженность. В начале похода измерения проводились на маршруте малой протяженности, но значительной амплитуды, в конце похода измерения проводились на маршруте с большей амплитудой и протяженностью (табл.1).
Таблица 1. Условия проведения исследований в процессе спортивно-оздоровительного туристического пешего похода
№ п/п Описание пункта (высота над у.м.) Дата Условия пройденного маршрута
1 Базовый лагерь (928 м) 5 июля Пройденное расстояние - 2 км. Перепад высот на маршруте - 411 м. Маршрут осложнялся туманом, низкой температурой и ветром. Время прохождения маршрута - 3 часа
2 Перевал Дипла (1040 м)
3 г. Куш-Кая (1339м)
4 Базовый лагерь (928 м) 10 июля Пройденное расстояние - 8 км. Перепад высот на маршруте - 928 м. маршрут, осложненный разницей микроклиматических показателей (температура и влажность воздуха, атмосферное давление) в крайних точках маршрута. Время прохождения маршрута - 6 часов
5 «Гранильня Головкиского» (0 м)
При прохождении маршрутов постепенно увеличивалась нагрузка за счет роста перепада высот и километража, что дало возможность в конце похода пройти самый сложный маршрут. Студенты за время похода побывали в разных климатических и природных условиях - от зоны яйл до приморской зоны ЮБК. Средняя скорость движения -2-3 км/час.
Регистрацию и анализ одноканальной ЭКГ в фазовом пространстве проводили с помощью программно -технического комплекса «Фазаграф®», в котором реализована оригинальная информационная технология обработки электрокардиосигнала в фазовом пространстве с использованием идей когнитивной компьютерной графики и методов автоматического распознавания образов [10].
Пальцевые электроды комплекса позволяют быстро фиксировать сигнал и не затрудняют тестирование
в полевых условиях. Анализировали следующие параметры: ЧСС (уд/мин), симметрию зубца Т (Рт , ед),
среднеквадратическое отклонение симметрию зубца Т (СКО Рт, ед), коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF, ед), индекс напряжения (ИН, ед), который автоматически вычислялся по формуле ИН = АМо/(2Дх*Мо), где Мо - число наиболее часто встречающейся продолжительности R-R интервалов среди 100 последовательных за 100 R-R интервалов в секундах; АМо - количество значений Мо за 100 R-R интервалов; Дх - разность максимального и минимального значения R-R интервалов за 100 R-R интервалов.
Статистическую обработку полученных результатов исследований проводили с помощью программного пакета STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., USA). Оценки расхождения распределений признаков проводились с помощью критерия согласия Колмогорова-Смирнова. Для оценки достоверности различий между одноименными показателями у туристов при различных условиях использовали непараметрический Т-критерий Wilcoxon.
Результаты и их обсуждение.
Различия величин функциональных резервов в условиях исследуемого рекреационного мероприятия определяются выраженностью адаптивной перестройки организма, позволяющей оптимально реагировать на возмущающее воздействие, минимизируя напряжение регуляторных механизмов поддержания гомеостаза. При этом информативность различных показателей была выражена в разной степени. Так значения ЧСС, оставаясь стабильными на всех этапах пешего похода, не отражали функциональные изменения для оценки оптимальности выполняемой нагрузки. Привлечение инновационных технологий позволило в полевых условиях регистрировать как уровень напряжения механизмов адаптации сердечно -сосудистой системы по данным вариабельности сердечного ритма и коэффициента вагосимпатического
баланса, так и динамику резервов миокарда по данным Рт и среднеквадратического отклонения этого показателя. Ранее была показана высокая значимость этих показателей при анализе эффективности приспособительных механизмов организма человека [11].
Особенно заслуживает внимания показатель Рт, связанный с метаболическими процессами миокарда, и может служить косвенным критерием эффективности кислородсвязывающей и кислородтранспортной системы [12]. Его динамика хорошо изучена у различных контингентов населения с разным уровнем физической работоспособности в лабораторных условиях, и, как правило, рост значения этого показателя сопровождает увеличение напряжения регуляторных механизмов. Однако, как видно из таблицы 2, при физической пешей нагрузке на фоне симпатикотонического преобладания в регуляции исследуемых юношей было отмечено достоверное падение этого показателя на этапе 1-2 в среднем на 0,06 ед. (р < 0,01), а его СКО более чем на 50 % (р < 0,01).
При этом с увеличением высоты ещё на 300 м отмечалось преобладание нормотонических реакции вегетативной регуляции, снижение централизации управления сердечным ритмом. Как видно из рисунка 1, профиль изменения показателей сердечно-сосудистой системы на высоте г. Куш-Кая (1339 м) характеризовался сбалансированным соотношением вкладов симпатической и парасимпатической частей
вегетативной регуляции по показателю LF/HF, снижением ИН в среднем на 36,6 % (р < 0,01) и Рт на 10,2 % (р < 0,001). Вышеописанную динамику сердечно-сосудистой системы при выполнении физической нагрузки во время пешего похода можно расценивать как положительно направленную приспособительную реакцию организма юношей, а оптимизирующее действие вероятно можно связать с эффектом дополнительного действия условий низкогорья.
Таблица 2. Динамика напряжения адаптационных механизмов на различных этапах оздоровительно-туристического похода, (M±m, n=15)
П Показатели и условия
ЧСС, уд/мин РТ , ед СКО Рт , мс ИН, ед LF/HF, ед
1 84,4±2,5 0,74±0,02 0,11±0,01 234,8±22,6 2,60±0,55
2 81,3±3,5 0,68±0,01++ 0,06±0,01+++ 231,4±20,1 3,27±0,40
3 83,1±3,4 0,66±0,02++ 0,09±0,01+ 150,1±25,0++ 2,21±0,37
4 80,2±3,4 0,64±0,01** 0,05±0,008*** 90,1±25,0*** 1,55±0,21*
5 76,7±2,8 0,65±0,02 0,07±0,008 250,1±35,0§§ 2,10±0,27
Примечание: П - пункты маршрута;
достоверность изменений на маршруте между пунктами 1-2 и 1-3 на уровне + - р < 0,05; ++ - р < 0,01;
+++ - р < 0,001;
достоверность изменений на маршруте между пунктами 1-4 на уровне * - р < 0,05; ** - р < 0,01; *** - р < 0,001;
достоверность изменений на маршруте между пунктами 4-5 на уровне §§ - р < 0,01
Так за счет одновременного суммирования воздействия на организм характерной для низкогорья высотной гипоксии и незначительной двигательной гипоксии, обусловленной выполнением нагрузки при ходьбе, вероятно, происходило расширение адаптационного коридора и снижение цены адаптации. Как было показано в работе [5], адаптация организма к условиям низкогорья и выполняемой стандартной мышечной деятельности практически заканчивается к третьему дню пребывания в горах. В то же время, как отмечают Булатова М. М., Платонов В. Н. [13], в литературе эффективность тренировки в условиях низкогорья (1000-1400 м над уровнем моря) достаточно не исследована. Такие условия, по мнению специалистов, не могут в силу наличия незначительной высотной гипоксии в низкогорье обеспечить перевод организма спортсменов на более высокий уровень адаптации, а, следовательно, и рост их функциональных возможностей не будет столь выраженным.
Рис. 1. Изменения показателей сердечно-сосудистой системы на высоте перевала Дипла (1040 м) (А) и г. Куш-Кая (1339 м) (Б)
Примечание:
РТ - симметрия зубца Т (ед);
СКО Рт - среднеквадратическое отклонение симметрия зубца Т (мс);
ИН- индекс напряжения (ед.);
LF/HF - коэффициент вагосимпатического баланса (ед.).
Однако это мнение может считаться справедливым лишь по отношению к тренированному организму спортсмена, а для включения совершенствования механизмов адаптации у юношей, не занимающихся целенаправленно спортом, уровень низкогорья вероятно достаточен.
На 6-й день пребывания в условиях низкогорья у юношей 17 лет было зафиксировано достоверное снижение напряжения механизмов адаптации (рис. 2).
Рис. 2. Изменения показателей сердечно-сосудистой системы на 6 день оздоровительно-туристического похода в условиях низкогорья
Примечание:
1- РТ (ед);
2- СКО Рт (мс);
3- ИН (ед.);
4 - LF/HF (ед).
При этом, после пешей нагрузки по маршруту длиной 8 км и падением высоты нахождения на 928 м, у юношей было зафиксировано увеличение централизации управления регуляции сердечно-сосудистой системы по росту показателя ИН более чем в 2 раза (р < 0,01), при адекватном включении
приспособительно-компенсаторных механизмов на фоне стабильных Рт , СКО Рт и LF/HF.
Таким образом, у юношей 17 лет к условиям низкогорья адаптация происходила достаточно быстро, а за счет одновременного суммирования воздействия на организм характерной для низкогорья высотной гипоксии и незначительной двигательной гипоксии, обусловленной выполнением нагрузки при ходьбе, происходило расширение адаптационного коридора сердечно-сосудистой системы и снижение цены адаптации.
Выводы:
1. При физической пешей нагрузке на фоне симпатикотонического преобладания в регуляции исследуемых юношей было отмечено достоверное падение показателя Рт на этапе 1-2 в среднем на 0,06 ед. (р < 0,01), а его СКО более чем на 50 % (р < 0,01).
2. Профиль изменения показателей сердечно-сосудистой системы на высоте г. Куш-Кая (1339 м) характеризовался сбалансированным соотношением вкладов симпатической и парасимпатической частей
вегетативной регуляции по показателю LF/HF, снижением ИН в среднем на 36,6 % (р < 0,01) и Рт на 10,2 % (р < 0,001).
3. При этом, после пешей нагрузки по маршруту длиной 8 км и падением высоты нахождения на 928 м, у юношей было зафиксировано увеличение централизации управления регуляции сердечно-сосудистой системы по росту показателя ИН более чем в 2 раза (р < 0,01), при адекватном включении
приспособительно-компенсаторных механизмов на фоне стабильных Рт , СКО Рт и LF/HF.
4. Портитивный и автономный ПТК «Фазаграф®» способствует регистрации информативных показателей ССС при физиологической объективизации действия рекреационных факторов в условиях пешего похода на организм человека в полевых условиях.
5. К условиям низкогорья адаптация происходила достаточно быстро, а за счет одновременного суммирования воздействия на организм характерной для низкогорья высотной гипоксии и незначительной двигательной гипоксии, обусловленной выполнением нагрузки при ходьбе, происходило расширение адаптационного коридора сердечно-сосудистой системы и снижение цены адаптации, что подлежит дальнейшему детальному изучению.
Литература
1. Здоровье здорового человека - Health of the healthy: (Основы восстановит. медицины) / А. Разумов, В. Пономаренко, В. Пискунов; Под ред. В. С. Шинкаренко; Моск. центр проблем здоровья при Правительстве Москвы и др., 413 с., [2] л. ил. ил. 26 см, М. Медицина 1996.
2. Разумов А. Н., Бобровницкий И. П. Восстановительная медицина: 15 лет новейшей истории — этапы и направления развития. Вестник восстановительной медицины. 2008; 3: 7—13.
3. Бобровницкий И. П., Разумов А. Н., Разинкин С. М. Развитие системы охраны здоровья здорового человека на курорте. В кн.: Роль курортной науки и практики в охране здоровья населения России: Юбилейная научно-практическая конференция. Пятигорск; 2003: 47—51.
4. Рябцев С. М., Малашенкова М. В., Квашин А. П. Сравнительная характеристика показателей внешнего дыхания при экстремальной рекреации // «Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры». М.: - № 1, 2008. - С. 19-20.
5. Палатный И. В. Эффективность тренировки в условиях низкогорья (900-1300 м над уровнем моря), направленной на повышение специальной выносливости и ее компонентов у квалифицированных бегунов на средние и длинные дистанции // Физическое воспитание студентов - Укр., 2009. - С.6-12.
6. Агаджанян Н. А., Быков А. Т., Кислицын А. Н., Труханов А. И., Берсенев Е. Ю., Сизова М. В. Физиологическая характеристика и особенности регуляции сердечного ритма при занятиях экстремальными видами спорта // Современные технологии восстановительной медицины: Матер. VI Междунар. конф. - М., 2003. - С.5-7.
7. Агаджанян Н. А., Ермакова Н. В., Кислицын А. Н., Сизова М. В. Исследование влияния экстремальных видов туризма и спорта на функциональное состояние кардиореспираторной системы // Экологофизиологические проблемы адаптации: Матер. XI Междунар. симпозиума. - М., РУДН, 2003 г. - С.13-14.
8. Амельченко Т. В., Витковский О. С. Развитие пешеходного туризма в сфере услуг рекреационного комплекса АРК // Культура народов Причерноморья. - 2012. - № 220. - С. 10-12.
9. Государственный архив Автономной Республики Крым (далее ГААРК). - Ф. Р-3512. - Оп. 1. - Д 64. - Л. 33; Туризм и экскурсии, их влияние на воспроизводство рабочей силы: справочно-аналитический обзор. -Симферополь: Таврида, 1991. - С. 138.
10. Файнзильберг Л. С. Компьютерная диагностика по фазовому портрету электрокардиограммы / Л. С. Файнзильберг. - К. Освита Украины, 2013. - 190 с.
11. Минина Е. Н. Анализ волны Т ЭКГ в фазовом пространстве в определении функциональных резервов миокарда // Ученые записки Таврического национального университета имени В. И. Вернадского. 2013; 26 (65), № 2:148-153.
12. Минина Е. Н. Новый подход в изучении взаимосвязи функциональной подготовленности и электрогенеза у спортсменов с использованием эталонного кардиоцикла // Вестник новых медицинских технологий, Тула. - 2014.- № 1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://medtsu.tula.ru/VNMT/index_e.html.
13. Булатова М. М., Платонов В. Н. Спортсмены в различных климатогеографических и погодных условиях - К.: Олимпийская литература, 1996. - 176 с.
