CC BY
3УДК 612.019 или (636.1.088)
Пигарева С. Н., Сергиенко Г. Ф., Сергиенко С. С.
Pigareva S. N., Sergienko G. F., Sergienko S. S.
ДИНАМИКА ВЕГЕТАТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У СПОРТИВНЫХ ЛОШАДЕЙ РАЗНОГО УРОВНЯ ПОДГОТОВКИ ПОД ВЛИЯНИЕМ НАГРУЗКИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ
DYNAMICS OF AUTONOMIC PARAMETERS IN SPORT HORSES OF VARIOUS TRAINING LEVELS DURING LOAD AND RECOVERY
У дрессурных лошадей изучали динамику показателей мышечного тонуса плечеголовной мышцы, длиннейшей мышцы спины, поверхностной ягодичной мышцы методом электромиотонометрии; исследовали характер изменений ЧСС и частоты дыхания в минуту; определяли степень корреляции между показателями. Измерения проводили в фоновом режиме, сразу после нагрузки и в период восстановления. Установлено, что динамика сердечнососудистых и дыхательных показателей при анаэробных нагрузках большой и субмаксимальной мощности у лошадей сходна с динамикой мышечного тонуса. Показано, что при физиологически-обоснованном режиме тренировки у молодых лошадей и лошадей высокого уровня подготовки вегетативные показатели через 1 час после нагрузки восстанавливаются до исходных значений. Работа лошадей в состоянии систематического перенапряжения нарушает процессы восстановления сердечнососудистой, дыхательной систем и нервно-мышечного аппарата. У лошадей высокого уровня подготовки корреляционным анализом подтверждена согласованность в периоде восстановления показателей нервно-мышечной и сердечнососудистой систем.
Ключевые слова: дрессурные лошади, электромио-тонометрия, мышцы, частота сердечных сокращений, частота дыхания.
It was studied the dynamics of indices of muscle tone of shoulder and head muscle, the longest muscle of the back and upper buttock musculedythe methodofelectromiotonometrics. It were determined the level of correlation between the indices. The investigations were in phone regime, immediately after work and after recreation. It was established that the dynamics of cardio vascular andbreathing indices when intensive anaerobic work is similar to the dynamics of muscular tone. It was determined that that after an hour after work it was restored the vegetative indices was restored. The work of horses in the system regime of hard work destroyed the process of the recreation of the cardio vascular and breathing. The horse having the highest level of training is agreed the correlation of nervous muscule system during the recreation period.
Key words: dressage horses, electromiotonomertrics, muscles, heart rate, respiratory rate.
Пигарева Светлана Николаевна -
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории системных механизмов спортивной деятельности ФГБУ «НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина» РАМН г. Москва
Тел.: 8(985) 136-66-57 E-mail: fotinippa@mail.ru
Сергиенко Галина Фёдоровна -
доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории физиологии тренинга лошадей Гну «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» РАН г. Рязань
Тел.: 8(910) 500-45-67 E-mail: trening-vniik@yandex.ru
Сергиенко Сергей Семёнович -
доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией физиологии тренинга лошадей ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» РАН г. Рязань
Pigareva Svetlana Nikolaevna -
PhD in Biology; Senior Research
Associate in the Laboratory of systemic mechanisms
of sporting activity FGBI «Institute of Normal Physiology
P. K. Anokhin» RAMS
Moscow
Теl.: 8(985) 136-66-57 E-mail: fotinippa@mail.ru
Sergienko Galina Fedorovna -
Doctor in Biology, Professor;
Chief Researcher, Laboratory of Physiology,
training horses SSI «All-Russian Research Institute
of Horse Breeding» RAAS
Ryazan
Теl.: 8(910) 500-45-67 E-mail: trening-vniik@yandex.ru
Sergienko Sergei Semenovich -
Doctor in Biology, Professor; Head of the Laboratory of Physiology, training horses SSI «All-Russian Research Institute of Horse Breeding» RAAS Ryazan
Физиологически-обоснованный подход к тренировочному процессу спортивной лошади - один из главных критериев достижения высоких результатов в конном спорте. В связи с этим боль-
шой интерес представляет исследование влияния различных тренировочных нагрузок на функциональное состояние сердечнососудистой (ССС), дыхательной, нервно-мышечной систем организма лошадей
специализации выездка (дрессура). ЧСС и частота дыхания (ЧД) в минуту - наиболее доступные интегральные показатели контроля и оценки степени напряжения ССС и дыхательной систем, напрямую связанные с интенсивностью физической нагрузки [1, 2]. Особенность подготовки дрессурных лошадей состоит в специфической адаптации их организма к нагрузкам большой и субмаксимальной мощности. Функциональное состояние нервно-мышечного аппарата под воздействием таких нагрузок - индикатор спортивной адаптации лошади. Мышечный тонус - один из важнейших показателей состояния нервно-мышечного аппарата [3]. Его функциональной единицей является двигательная единица (ДЕ) [4]. О величине мышечного тонуса судят по твёрдости мышц при давлении в поперечном направлении [5]. Самые ранние исследования в этой области проводились на лошадях тро-еборного направления в 1970 году [6]. Позднее была изучена взаимосвязь температуры мышц и их тонуса у лошадей туристического направления [7]. Изучены возрастные изменения нервно-мышечного аппарата тракененских лошадей [8]. Однако в литературных источниках нет сведений о комплексных исследованиях мышечного тонуса, ЧСС и ЧД у выездковых лошадей разного возраста и уровня подготовки, а также у лошадей, работающих в состоянии перенапряжения. Не оценивалась динамика перечисленных выше вегетативных показателей у таких лошадей в разных режимах нагрузки и восстановления.
В связи с этим целью данной работы являлось изучение динамики и взаимоотношения показателей ССС, дыхательной и нервно-мышечной систем у молодых лошадей, лошадей высокого уровня подготовки, лошадей, работающих в состоянии перенапряжения под влиянием соревновательной нагрузки и в период восстановления.
Исследования проводили на базе Всероссийского научно-исследовательского института коневодства и конно-спортивных центров России и Республики Беларусь. Было сформировано 3 группы лошадей полукровных немецких пород специализации выездка по 10 голов в каждой. Первая группа включала молодых лошадей 4-6 лет; вторая группа - лошадей уровня «Большого Приза» 8-12 лет (высокого уровня подготовки); третья группа состояла из молодых лошадей и лошадей высокого уровня подготовки с тем отличием, что эти лошади работали в состоянии перенапряжения. Последняя группа формировалась на основании наших предыдущих исследований [9, 10] по выявлению мышечного гипертонуса в фоновом режиме, после разминки, нагрузки и в периоде восстановления. Лошади 3-й группы характеризовались «неудовлетворительным» поведением, которое определяли согласно разрабо-
танной нами ранее системы оценки поведения дрессурных лошадей во время нагрузки [9, 10].
Животные содержались на стандартном кормовом рационе, соответствующем возрасту и спортивной нагрузке. Каждая группа подбиралась из одинакового количества меринов, жеребцов и кобыл. Кобылы на период исследования находились в стадии уравновешивания полового цикла [11].
Для исследований применяли электроми-отонометрический метод, подсчёт ЧСС и ЧД в минуту. Исследовали тонус мышц, несущих основную силовую нагрузку при выполнении элементов выездки. Это плечеголовная мышца, длиннейшая мышца спины (поясничная часть), поверхностная ягодичная мышца. Измерение мышечного тонуса осуществляли с левой и правой сторон тела лошади, однако ввиду практического отсутствия отличий между одноимёнными мышцами приводили данные по левой стороне. Тонус мышц у лошадей определяли по классической методике при помощи элек-тромиотонометра, модифицированного для работы с лошадьми [6]. В основе работы данного прибора лежала методика Ю. М. Уфлянда [5]. Тонус мышц выражали в условных единицах (усл. ед.).
Состояние сердечнососудистой и дыхательной систем оценивали по показателям ЧСС и ЧД в минуту. Подсчёт показателей ЧСС проводили методом аускультации с помощью фонендоскопа в области пятого межреберья с левой стороны тела лошади на 7-8 см ниже линии плечевого сустава на площади 4-5 см2. Подсчёт ЧД - по визуальным экскурсам грудобрюшной стенки [12].
Замер всех показателей осуществляли в период проведения соревнований по выездке. Программа для молодых лошадей включала специальные тесты (езды) для лошадей 4, 5, 6 лет в течение 5 минут в режиме анаэробной нагрузки большой мощности. Программа лошадей высокого уровня подготовки включала тест (езду) высшего уровня сложности «Большой Приз» продолжительностью 5 мин 45 сек [13] в режиме анаэробной нагрузки субмаксимальной мощности. Езда состояла из наиболее сложных элементов высшей школы верховой езды. Одна половина лошадей 3-й группы работала по программам молодых лошадей, вторая половина - по программе лошадей высокого уровня подготовки. Снятие показателей проводили в следующие периоды: до езды (фон), сразу после езды, через 15 минут после езды и через 1 час после езды.
Полученные данные обрабатывали в программе «^айэйса 6,0». Статистическую значимость различий одноимённых показателей у каждой группы лошадей в разные периоды измерений определяли по непараметрическому критерию Вилкоксона для зависимых групп. Взаимосвязь показателей тонуса мышц, ЧСС и ЧД определяли методом ранговой корреляции Спирмена.
При анализе полученных данных у молодых лошадей 1-й группы не было обнаружено различий в разные периоды измерений по показателями тонуса плечеголовной и длиннейшей мышцы спины (р>0,05; рис. 1, табл. 1). Низкие показатели и отсутствие изменений мышечного тонуса под влиянием нагрузки и восстановления указывали, предположительно, на несоответствующую морфологическую и физиологическую зрелость плечеголовной и длиннейшей мышцы спины, а также на недостаточную адаптацию их к спортивной тренировке. Однако отмечались различия в тонусе поверхностной ягодичной мышцы в каждый период измерений по сравнению с предыдущим (р<0,05; табл. 2). Это свидетельствовало о функциональной готовности не только медленных окислительных, но и быстрых гликолитических мышечных волокон к интенсивной анаэробной нагрузке. Через 1 час после езды (период восстановления) статистически значимые различия в мышечном тонусе отсутствовали по сравнению с фоновыми показателями. Это указывало на своевременное восстановление мышечного тонуса поверхностной ягодичной мышцы. По данным В. А. Захарова, Е. Л. Варнавской (1989) [8], данная мышца у спортивных лошадей обладает большой силой и имеет раннюю физиологическую зрелость.
У 2-й группы лошадей высокого уровня подготовки отмечалась характерная динамика, проявляющаяся в повышении тонуса всех исследуемых групп мышц сразу после езды (р<0,05; рис. 1, табл. 1, 2). Анаэробная нагрузка большой и субмаксимальной мощности сопровождалась рекрутированием ДЕ всех типов, повышением частоты разрядов их мотонейронов. В связи с этим работа мышечных волокон синхронизировалась, а производительность её повышалась [3, 14]. Соответственно мышечное напряжение и тонус увеличивались. Уменьшение тонуса через 15 минут после езды (р<0,05) указывало на развивающиеся процессы утомления в мышцах. Кроме того, после 1 часа восстановительного периода не было выявлено статистически значимых различий в показателях тонуса по сравнению с фоновыми данными. Это доказывало своевременное восстановление всех исследуемых мышц у лошадей 2-й группы.
У лошадей 3-й группы через 15 минут после езды отсутствовало статистически значимое различие по показателям мышечного тонуса длиннейшей мышцы спины, а также поверхностной ягодичной мышцы по сравнению с предыдущим нагрузочным периодом. Это указывало на невозможность достаточного расслабления исследуемых мышц после анаэробных нагрузок большой и субмаксимальной мощности. Кроме того, показатели тонуса всех исследуемых мышц у лошадей 3-й группы через 1 час после работы статистически значимо возросли по сравнению с фоновыми значениями. Это обусловливалось отсутствием восстановления нервно-мышечной системы у лошадей, работающих в состоянии
перенапряжения. По опубликованным данным, длительное статическое или динамическое сокращение мышц, «нервное напряжение» вызывают устойчивую мышечную активность [15].
12 3 4
периоды работы
Рисунок 1 - Динамика тонуса плечеголовной мышцы лошадей групп 1 (п=10), 2 (п=10) и 3 (п=10)
Примечание. Периоды измерений: 1 - до езды; 2 - сразу после езды; 3 - через 15 минут после езды; 4 - через 1 час после езды. Статистическая значимость различий: ** - при Р<0,01 по сравнению с предыдущим периодом; ▲ ▲ - при Р<0,01 по сравнению с периодом «до езды» у лошадей 3-й группы.
Динамика показателей ЧСС и ЧД у лошадей всех исследуемых групп (рис. 2, 3) была сходна с динамикой мышечного тонуса (рис. 1, табл. 1, 2). Мы обнаружили, что сразу после езды наблюдался значительный рост этих показателей в сравнении с фоновыми величинами (р<0,05). Через 15 минут после езды ЧСС у молодых лошадей 1-й группы снизилась на 35 % по сравнению с возросшими после нагрузки значениями (р<0,05). ЧД снизилась на 50 % (р<0,05). У лошадей 2-й группы через 15 минут после езды ЧСС снизилась на 61 % (р<0,05). ЧД снизилась на 70 % (р<0,05). По опубликованным ранее данным, ЧСС у лошадей резко снижается в первую фазу восстановления, в течение 1-2 мин после окончания нагрузки. Во второй фазе восстановления происходит медленное снижение ЧСС до исходного уровня [2]. Полученные нами данные свидетельствовали о высокой степени адаптации сердечнососудистой и дыхательной систем лошадей к анаэробным нагрузкам большой и субмаксимальной мощности. Отсутствие статистически значимых различий по ЧСС и ЧД у лошадей 1-й и 2-й групп через 1 час после езды в сравнении с фоном указывало на эффективность восстановления по этим признакам.
У лошадей 3-й группы характер изменений исследуемых признаков был схож с таковым у лошадей 1-й и 2-й групп (рис. 2, 3). Однако через 1 час после езды показатели ЧСС и ЧД статистически значимо превышали фоновые значения. Это было связано с недостаточной степенью восстановления сердечнососудистой и дыхательной систем после нагрузок большой и субмаксимальной мощности у 3-й группы животных, работающих в состоянии перенапряжения.
Таблица 1 - Показатели тонуса длиннейшей мышцы спины у лошадей групп 1 (п=10), 2 (п=10) и 3 (п=10)
Группа Мышечный тонус (усл.ед.)
Математические показатели До езды Сразу после езды Через 15 мин после езды Через 1 час после езды
Медиана 65,5 65 65 65
к сс Ой Нижний квартиль 64 65 64 65
а о 1= Верхний квартиль 67 67 66 66
р-уровень - р>0,05
Медиана 73,5 76** 74** 74,5
к сс а Нижний квартиль 70 76 74 73
о 1-сп Верхний квартиль 74 76 75 75
р-уровень - р=0,005 р=0,005 р>0,05
Медиана 74,5 77,5** 78 78**
к -0 1- Нижний квартиль 73 77 77 77
<и £ Верхний квартиль 77 79 79 79
р-уровень - р=0,005 р>0,05 р=0,005
Группа Мышечный тонус (усл.ед.)
Математические показатели До езды Сразу после езды Через 15 мин после езды Через 1 час после езды
Медиана 75,5 80** 77,5** 75,5**
к со в Нижний квартиль 75 79 77 75
р е 1= Верхний квартиль 77 80 78 76
р-уровень - р=0,005 р=0,005 р=0,005
Медиана 79 83** 77,5** 77,5
к сс р Нижний квартиль 78 81 76 77
о т СП Верхний квартиль 80 83 79 80
р-уровень - р=0,007 р=0,005 р>0,05
Медиана 75,5 80** 81 79**
к ь Нижний квартиль 75 79 78 79
т е £ Верхний квартиль 78 81 84 79
р-уровень - р=0,005 р>0,05 р= 0,01; р= 0,008
Примечание. Статистическая значимость различий: ** - при Р<0,01 по сравнению с предыдущим периодом; •• - при Р<0,01 по сравнению с периодом «до езды» у лошадей 3-й группы.
Примечание. Статистическая значимость различий: ** - при Р<0,01 по сравнению с предыдущим периодом; •• - при Р<0,01 по сравнению с периодом «до езды» у лошадей 3-й группы.
Таблица 2 - Показатели тонуса поверхностной ягодичной мышцы у лошадей групп 1 (п=10), 2 (п=10) и 3 (п=10)
Рисунок 2 - Динамика показателей ЧСС у лошадей групп 1 (п=10), 2 (п=10) и 3 (п=10)
Примечание. Периоды измерений: 1 - до езды; 2 - сразу после езды; 3 - через 15 минут после езды; 4 - через 1 час после езды. Статистическая значимость различий: ** - при Р<0,01; * - при Р<0,05 по сравнению с предыдущим периодом; ▲ ▲ - при Р<0,01 по сравнению с периодом «до езды» у лошадей 3-й группы.
I период 1 I период 2 I период 3 I период 4
Рисунок 3 - Динамика показателей ЧД у лошадей групп 1 (п=10), 2 (п=10) и 3 (п=10)
Примечание. Периоды измерений: 1 - до езды; 2 - сразу после езды; 3 - через 15 минут после езды; 4 - через 1 час после езды. Статистическая значимость различий: ** - при Р<0,01; * - при Р<0,05 по сравнению с предыдущим периодом; ▲ ▲ - при Р<0,01 по сравнению с периодом «до езды» у лошадей 3-й группы.
При корреляционном анализе между показателями тонуса мышц, ЧСС и ЧД статистически значимых связей с высоким коэффициентом корреляции у лошадей 1-й и 3-й групп выявлено не было. У лошадей 2-й группы обнаружена умеренная корреляция между тонусом длиннейшей мышцы спины и ЧСС, а также поверхностной ягодичной мышцы и ЧСС через 1 час после езды (табл. 3). Полученные данные позволяют предположить наличие соответствующей согласованности механизмов восстановления ССС и нервно-мышечного аппарата у лошадей высокого уровня подготовки.
Таблица 3 - Связи показателей мышечного тонуса (МТ) и ЧСС у лошадей уровня «Большого Приза» через 1 час после езды (уровень значимости - р<0,05)
Мышца Коррелируемые показатели Коэффициент ранговой корреляции Спирмена, г ^N-2) р-!еуе!
Длиннейшая спины МТ о ЧСС 0,64 2,34 0,047
Поверхностная ягодичная МТ о ЧСС 0,65 2,41 0,042
Таким образом, динамика показателей сердечнососудистой и дыхательной систем при анаэробных нагрузках большой и субмаксимальной мощности у лошадей сходна с динамикой мышечного тонуса. Показано, что при физиологически-обоснованном режиме тренировки у молодых лошадей и лошадей высокого уровня подготовки вегетативные показатели через 1 час после нагрузки восстанавливаются до исходных значений. Работа лошадей в состоянии систематического перенапряжения нарушает процессы восстановления сердечнососудистой, дыхательной систем и нервно-мышечного аппарата. У лошадей высокого уровня подготовки продемонстрирована согласованность процессов восстановления сер-
Литература
1. Дубровский В. И. Спортивная физиология: учеб. для средн. и высш. уч. завед. по физ. культ. М. : Гумнитарн. изд. центр ВЛАДОС, 2005. 462 с.
2. Нероденко В. В. Биологические основы спортивной тренировки в конном спорте. Черкассы, 2009. 412 с.
3. Фанагорская Т. П. Некоторые методы исследования нервно-мышечного аппарата. Электромиотонометрия. Общие вопросы. Клинико-физиологические методы исследования спортсменов. М. : Физк. и спорт. 1968. 230 с.
4. Biglang B. Motor unit activity in the voluntary contraction of human muscle // J. Physiol. 1954. Vol. 125. P. 322-335.
5. Уфлянд Ю. М. Физиология двигательного аппарата человека. М. : Медицина, 1965. 362 с.
6. Брейтшер И. Л. Электромиотонометри-ческая методика исследования периферического нервно-мышечного аппарата лошади // Тренировка рысистых и верховых лошадей : тр. ВНИИ коневодства. М., 1973. Т. 26. Вып. 1. С. 111-116.
7. Чернышев Э. Тонус мышц и работоспособность лошадей // Коневодство и конный спорт. 1989. № 9. С. 33.
8. Захаров В. А., Варнавская Е. Л. // Физиологические аспекты тренировки лошадей. Сб. науч. тр. Рыбное, 1989. С. 102-107.
9. Беляков И. М., Дугин Г. Л., Кондратьев В. С. и др. Практикум по клинической диагностике с рентгенологией. М. : Колос, 1992. 286 с.
10. Сергиенко С. С., Пигарева С. Н., Сергиен-ко Г Ф. Методы повышения работоспособности лошадей в выездке // Коневодство и конный спорт. 2012. № 5. С. 14-16.
11. Студенцов А. П., Шипилов В. С., Никитин В. Я. и др. Ветеринарное акушерство, гинекология и биотехника размножения. М. : Колос, 1999. 495 с.
12. Правила соревнований по выездке. М. : Федерация конного спорта России, 2011. 144 с.
дечнососудистой и нервно-мышечной систем. Выявленная в исследовании высокая степень адаптации ведущих физиологических систем организма к максимальным спортивным нагрузкам доказывает физиологическую обоснованность применяемых методов тренировки у лошадей уровня «Большого Приза».
Полученные данные расширяют современные представления об особенностях функционирования сердечнососудистой, дыхательной и нервно-мышечной систем млекопитающих при спортивных нагрузках и в период восстановления. Результаты проведённых исследований следует учитывать при разработке тренировочных циклов для лошадей разного возраста и уровня подготовки.
References
1. Dubrovsky V. I. Sport Physiology: Proc. for avg. and higher. uch. Head. on Phys. cult. M. : Gumnitarn. ed. Center VLADOS, 2005. 462 p.
2. Nerodenko V. V. Biological basis of sports training in equestrian sports. Cherkasy, 2009. 412 p.
3. Fanagorskaya T. P. Some methods for studying the neuro-muscular system. Elektromi-otonometriya. Common questions. Clinico-physiological research methods athletes. M. : Fizk. and sports. 1968. 230 p.
4. Biglang B. Motor unit activity in the voluntary contraction of human muscle // J. Physiol. 1954. Vol. 125. P. 322-335.
5. Uflyand Yu. M. Physiology of the human musculoskeletal system. M. : Medicine, 1965. 362 p.
6. Breytsher I. L. Elektromiotonometricheskaya technique to study the peripheral neuromuscular apparatus horse // Training trotters and riding horses : Tr. Institute of Horse Breeding/ M., 1973. V. 26. Issue 1. P. 111-116.
7. Chernyshev E. Muscle tone and performance horses // Equine and horse riding. 1989. № 9. P. 33.
8. Zakharov V. A., Varnavskaya E. L. // Physiological aspects of training horses. Sb. scientific. Tr. Fish. 1989. P. 102-107.
9. Belyakov I. M., Dugin G. L., Kondratiev V. S. et al. Practicum in clinical diagnostics with radiology. M. : Kolos, 1992. 286 p.
10. Sergienko S. S., Pigareva S. N., Sergien-ko G. F. Methods to improve the performance of horses in dressage // Equine and horse riding. 2012. № 5. P. 14-16.
11. Studentsov A. P., Shipilov V. S., Nikitin V. Y. et al. Veterinary obstetrics, gynecology and reproductive biotechnics. M. : Kolos, 1999. 495 p.
12. Rules for Dressage. M. : Equestrian Federation of Russia, 2011. 144 p.
13. Pigareva S. N., Sergienko G. F., Sergien-ko S. S. Causes muscular overstrain in dres-surnyh horses // Equine and horse riding. 2014. № 4. P. 22-24.
13. Пигарева С. Н., Сергиенко Г. Ф., Сергиен-ко С. С. Причины мышечного перенапряжения у дрессурных лошадей // Коневодство и конный спорт. 2014. № 4. С. 22-24.
14. Guy P. S. The effect of training and detraining on muscle composition in the horse // J. Physiol. 1990. Р. 33-51.
15. Аксёнова А. М. Роль растягивания мышц для здоровья // Лечебная физкультура и массаж. 2007. № 10. С. 3-7.
14. Guy P. S. The effect of training and detraining on muscle composition in the horse // J. Physiol. 1990. P. 33-51.
15. Aksjonova AM The role of stretching muscles health // Therapeutic exercise and massage. 2007. № 10. P. 3-7.
