CC BY
23ФОРМИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ РЕГУЛЯТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У ПОДРОСТКОВ И ЮНОШЕЙ В ПРОЦЕССЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ВЕЛОСПОРТОМ
УДК/UDC 796.01:612
Поступила в редакцию 28.05.2021 г.
Доктор биологических наук, профессор А.В. Шаханова1 Аспирант О.А. Сажина1
Кандидат биологических наук, доцент А.А. Кузьмин1
1Адыгейский государственный университет, Майкоп
CARDIAC ACTIVITY CONTROL MECHANISMS IN 13-21 YEAR-OLD MALE CYCLISTS: FUNCTIONAL RESOURCE GROWTH ANALYSIS
Dr.Biol., Professor A.V. Shakhanova1 Postgraduate student O.A. Sazhina1 PhD, Associate Professor A.A. Kuzmin1
1Adyghe State University, Maikop
Информация для связи с автором: ishahanova@icloud.com
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
CL ' -о с
га
^
о
(U .с Н
Аннотация
Цель исследования - выявить влияние систематических занятий велосипедным спортом на функциональное состояние регуляторно-адаптивных механизмов сердечной деятельности подростков и юношей. Методика и организация исследования. Исследуемая группа включала спортсменов велосипедного спорта в возрасте от 13 до 21 года (п=52), занимавшихся на базе ГБУ РА «СШОР». Обработка полученных данных, их оценка, анализ и интерпретация основывались на методике в модификации Р.М. Баевского.
Результаты исследования и выводы. Исследования динамики показателей ВСР показали, что на исследуемых этапах онтогенеза происходит возрастная реорганизация вегетативного регулирования ритма сердца на фоне более быстрого формирования активности парасимпатического звена регуляции, что приводит к повышению экономизации хронотропной функции сердца, особенно в юношеском возрасте. Высокая активность парасимпатического звена регуляции, отсутствие напряжения механизмов регуляции сердечной деятельности у велосипедистов юношей указывает на повышение функциональных резервов механизмов регуляции ритма сердца, отсутствие развития феномена утомления в процессе многолетних занятий велоспортом. Полученные данные ВСР позволяют прогнозировать спортивный результат, качество общей и скоростной выносливости организма.
Ключевые слова: сердечно-сосудистая система, вариабельность сердечного ритма, регуляторно-адаптивные механизмы, велосипедный спорт, спортсмены, подростки, юноши.
Abstract
Objective of the study was to analyze benefits of systemic cycling sport trainings for the 13-21 year-olds' cardiovascular system functionality. Methods and structure of the study. We sampled for the study the 13-21 year-old cyclists (n=52) trained at an Olympic Reserve Sports School. The test data, analyses and interpretations were made as required the R.M. Bayevsky method. Results and conclusion. Tests of the vegetative-vascular regulation showed that transformations of the heart rate vegetative-vascular regulation mechanism at every stage of ontogenesis are age-specific, in the context of the growing activity of the parasympathetic regulation component associated with the growing energy efficiency of the chronotropic heart rate function, particularly in adolescence. A highly active parasympathetic regulation component with a high stress tolerance of the cardiac activity regulation mechanisms in the junior cyclists are interpreted as indicative of the progress in the heart rate variability mechanisms and their functional resource, with special benefits for the fatigue tolerance growing with the cycling sport training experiences. The heart rate variability test data and analyses are recommended for the competitive progress forecasts and the general/ speed endurance rating and analyzing purposes.
Keywords: cardiovascular system, heart rate variability, adaptive control mechanisms, cycling sport, athletes, teenagers, young men.
Введение. Формирование устойчивой долговременной адаптации к спортивным физическим нагрузкам основано на функциональных изменениях, прежде всего, в сердечно-сосудистой системе, ее регуляторных механизмах [6]. Сердечно-сосудистая система является функциональной системой не только гомеостатического, но и ресурсно-адаптивного уровня [1, 5]. Истощение функциональных резервов механизмов регуляции сердечной деятельности при понижении вагусной активности и увеличения влияния центральных
механизмов регуляции в условиях спортивной гиперкинезии приводит к установлению менее благоприятного сочетания централизации и автономности управления ритмом сердца, появлению гемодинамических, метаболических, энергетических и структурных нарушений в исполнительных системах, что отрицательно сказывается на общей выносливости и физической работоспособности организма [1, 7]. Для выявления состояния регуляторных механизмов сердечной деятельности в условиях спортивного тренинга в настоящее
50
http://www.teoriya.ru
№!!• 2021 Ноябрь | November
время широко используется оценка вариабельности сердечного ритма [7].
Занятия велоспортом являются уникальной моделью исследования регуляторно-адаптивных возможностей деятельности сердца, поскольку физические нагрузки циклического характера проходят при нагрузках различной мощности в зависимости от длины дистанции.
Цель исследования - выявить влияние систематических занятий велосипедным спортом на функциональное состояние регуляторно-адаптивных механизмов сердечной деятельности подростков и юношей.
Методика и организация исследования. Запись электрокардиограммы и расчет показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) проводились с использованием «Поли-Спектр-12» компании «НейроСофт» (г Иваново). Анализировались следующие показатели ВСР [3]: индекс напряжения регуляторных систем (ИН), индекс вегетативного равновесия (ИВР), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), частота сердечных сокращений (ЧСС). Исследуемая группа включала спортсменов велосипедного спорта в возрасте от 13 до 21 года (п=52), занимавшихся на базе ГБУ РА «СШОР». В соответствии с возрастной периодизацией Института возрастной физиологии РАО (1965) все обследованные спортсмены были разделены на две возрастные группы: подростковую и юношескую. Исследования проводились в тренировочном периоде на базе лаборатории «Физиология развития ребенка» НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета.
Результаты исследования и их обсуждение. Исследования показали, что в юношеский период наблюдалось достоверное снижение уровня ЧСС до 65,6 ±2,0 уд/мин (р<0,05) (см. таблицу), что свидетельствует о характере изменения вегетативного баланса, доминировании активности парасимпатического звена регуляции на фоне экономизации хронотропной функции и компенсаторного усиления ино-тропной функции сердца [1]. Экономизация хронотропной функции в процессе систематических занятий велоспортом является существенным адаптогенным фактором к длительной циклической работе, повышающим неспецифическую резистентность организма и расширяющим аэробную базу тренировки как в интенсивных пульсовых зонах, так и в зонах умеренной и большой мощности при развитии скоростной и общей выносливости [4].
Ведущим фактором выявленных изменений, надо полагать, являются не только естественные процессы роста и развития, но и систематическая спортивная тренировка. Сравнительный анализ с результатами, полученными в исследованиях В. Г. Орджоникидзе с соавт. [4], показал, что ЧСС в условиях велоспорта не достигает того уровня эконо-мизации работы сердечно-сосудистой системы, какой развивается в условиях футбольного тренинга при выполнении большого объема скоростно-силовых и собственно силовых нагрузок в процессе тренировочной и соревновательной деятельности. Из сказанного ясно, что функциональные перестройки вегетативного звена регуляции, приводящие к усилению парасимпатического влияния на функцию автоматизма сердца, происходят у всех подростков и юношей в ходе онтогенеза, но при этом эти изменения тесно сопря-
жены не только с возрастом, но и со спортивной специализацией, стажем и уровнем физической подготовленности.
При анализе индекса вегетативного равновесия (ИВР) установлено, что средние значения ИВР у велосипедистов обеих возрастных групп практически не имели принципиальных различий (р> 0,05) и находились в интервале 30-100 у. е., что, по мнению А. Д. Немирова [3], указывает на преобладание тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Повышение функциональных резервов механизмов регуляции ритма сердца в большой мере выражено у юношей (см. таблицу).
При этом отсутствие достоверных различий в значениях индекса не свидетельствует об одинаковом напряжении регуляторных систем в адаптационном процессе у подростков и юношей, что подтверждается значениями других показателей ВСР.
Наряду с ЧСС и ИВР определялся показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), отражающий соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной нервной системы и ведущим уровнем синусового узла. Установлено, что у велосипедистов юношеской группы ПАПР находился в зоне нижней границы референсных значений и составлял 35±3,7 у. е., что свидетельствует о доминировании автономного контура и высокой активации механизмов парасимпатического звена регуляции. У подростков в сравнении с юношами значение ПАПР было достоверно выше, но при этом не выходило за пределы референсных значений (35-70 у. е., если выше 70 у. е., то регистрируется повышение тонуса симпатического отдела), что также указывает на усиление автономного контура регуляции на фоне умеренного усиления вагусного влияния на ритм сердца (см. таблицу).
Полученные данные означают, что в юношеский период завершается возрастная реорганизация вегетативного регулирования ритма сердца, приводящая к более высокому повышению тонуса парасимпатического звена регуляции, высокой экономичности автономной регуляции и повышению функциональных резервов механизмов регуляции ритма сердца. Согласно работам ряда авторов, степень усиления автономного контура регуляции во многом зависит и от спортивной специализации [1, 4, 7, 2].
Среди показателей вариабельности сердечного ритма наибольшую факторную значимость имеет индекс напряжения регуляторных систем (ИН), характеризующий степень централизации управления сердечным ритмом, адекватно отражающий суммарный эффект сердечной регуляции [7]. Установлено, что у подростков и юношей ИН имел достоверные различия (р<0,05) (см. таблицу). Это указывает, что в динамике ИН от подросткового к юношескому периоду отмечалось его количественное снижение, свидетельствующее об уменьшении степени централизации управлением ритма сердца, что вполне укладывается в логику полученных значений ЧСС и ПАПР. Следует подчеркнуть, что при индексе напряжения регуляторных систем в интервале от 30-90 у. е. фиксируется нормотонический тип реакции, в результате чего состояние организма расценивается вне стрессовой ситуации. Следовательно, в процессе систематических занятий велоспортом у подростков, особенно у юношей, в результате усиления парасимпатического звена регуляции
Показатели (М±m) вариабельности сердечного ритма у велосипедистов подросткового и юношеского возраста
Исследуемые показатели Подростковая группа п=31 Юношеская группа п=24 Значение ^критерия Стьюдента
ЧСС уд/мин *71,4± 1,9 *65,6 ± 2,0 р= 0,03
ИВР у.е 79,7± 11,23 78,88 ± 18,1 р > 0,05
ПАПР у.е 42,2± 3,5 *35 ± 3,7 р < 0,05
ИН у.е 52,6± 4,5 *42,8 ± 3,7 р < 0,05
Примечание: * - достоверные различия (р<0,05) по критерию Стьюдента между группами подростков и юношей.
№11 • 2021 Ноябрь | November
http://www.teoriya.ru
Физиология спортА
и уменьшения степени централизации управления сердечным ритмом повышается функциональный резерв механизмов регуляции ритма сердца, отсутствует напряжение в ре-гуляторных системах и организм находится в зоне комфорта.
Считается, что изменение баланса влияния вегетативной нервной системы в пользу парасимпатического отдела сопряжено со снижением энерго-метаболического звена регуляции и уменьшением «физиологической цены» адаптации [1], что особенно важно в циклических видах спорта, где спортивные тренировки направлены преимущественно на развитие общей и скоростной выносливости. Снижение центрального и преобладание автономного контура регуляции рассматривается в физиологии спорта как феномен высокого развития регуляторно-адаптивного статуса организма [3].
Результаты исследования могут быть использованы при планировании тренировочного процесса у велоспортсме-нов, для выявления ранних форм донозологических состояний организма при его перетренированности в условиях спортивной гиперкинезии.
Выводы. Базовые показатели вариабельности сердечного ритма (ЧСС, ИВР, ПАПР, ИН) указывают, что циклические нагрузки в условиях систематических занятий велосипедным спортом изменяют вегетативный баланс, усиливают активность парасимпатического звена регуляции, снижают степень централизации управления ритмом, что приводит к повышению экономизации хронотропной функции сердца, уменьшению «физиологической цены» адаптивных процессов в организме, особенно в юношеском возрасте.
Повышение функциональных резервов механизмов регуляции ритма сердца у юных велосипедистов в процессе многолетних тренировок является существенным адаптогенным фактором, свидетельствующим о росте регуляторно-адап-тивных возможностей сердца и организма в целом, об отсутствии развития феномена утомления и стресс-ситуации, что позволяет прогнозировать нарастание качества общей и скоростной выносливости в процессе роста и развития тренированности организма.
Литература
1. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Методические рекомендации / Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов, Л.В. Чи-рейкин и др. // Вест. аритмол. - 2001 - № 24. - С. 65-83.
2. Гречишкина С.С. Особенности функционального состояния организма девушек в зависимости от спортивного мастерства на примере велоспорта / С.С. Гречишкина, А.А Кузьмин, Т.В. Че-лышкова // Материалы Международной научной конференции «Биосфера и человек». - 2019. - С. 329-331.
3. Немиров А.Д. Информативность параметров вариабельности сердечного ритма у спортсменов: автореф. дис. ... канд. биол. наук / А.Д. Немиров. - Ярославль, 2004. - 24 с.
4. Орджоникидзе З.Г. Выраженная синусовая брадикардия у спортсменов-подростков: норма или патология? / З.Г. Орджоникидзе В.И. Павлов, Е.М. Цветкова // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2009. - Т. 87. - № 3. С. 35-40.
5. Парин В.В. Применение количественных методов в медицине и физиологии / В.В. Парин // Математические методы анализа сердечного ритма. - М.: Наука, 1968. - С. 3-8.
6. Шаханова А.В. Влияние спортивных физических нагрузок на функциональное состояние и регуляторно-адаптивные возможности юных футболистов 10-15 лет с учетом соматотипа / А.В. Шаханова, А.А. Кузьмин // Теория и практика физ. культуры. - 2013. - № 8. - С. 90-95.
7. Шлык Н.И. Вариабельность ритма сердца в экспресс-оценке функционального состояния спортсмена / Н.И. Шлык, Е.А. Гаври-лова // Прикладная спортивная наука. - 2015. - № 2.
References
1. Bayevskiy R.M., Ivanov G.G., Chireykin L.V. et al. Analiz variabelnosti serdechnogo ritma pri ispolzovanii razlichnykh elektrokardiogra-ficheskih sistem [Electrocardiographic systems in analysis of heart rate variability]. Guidelines. Vest. aritmol. 2001. No. 24. pp. 65-83.
2. Grechishkina S.S., Kuzmin A.A, Chelyshkova T.V. Osobennosti funkt-sionalnogo sostoyaniya organizma devushek v zavisimosti ot sport-ivnogo masterstva na primere velosporta [Features of functional state of body of girls based on sport skills (case study of cycling]. Proceedings International Scientific Conference "Biosphere and Man". 2019. pp. 329-331.
3. Nemirov A.D. Informativnost parametrov variabelnosti serdechnogo ritma u sportsmenov [Informative value of heart rate variability param-ters in athletes]. PhD diss. abstract. Yaroslavl, 2004. 24 p.
4. Ordzhonikidze Z.G., Pavlov V.I., Tsvetkova E.M. Vyrazhennaya sinuso-vaya bradikardiya u sportsmenov-podrostkov: norma ili patologiya? [Severe sinus bradycardia in adolescent athletes: norm or pathology?]. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. 2009. V. 87. No. 3. pp. 35-40.
5. Parin V.V. Primenenie kolichestvennykh metodov v meditsine i fiziolo-gii [Application of quantitative methods in medicine and physiology]. Matematicheskie metody analiza serdechnogo ritma [Mathematical methods of heart rate analysis]. Moscow: Nauka, 1968. pp. 3-8.
6. Shakhanova A.V., Kuzmin A.A. Vliyanie sportivnykh fizicheskikh nagruzok na funktsionalnoe sostoyanie i regulyatorno-adaptivnye vozmozhnosti yunykh futbolistov 10-15 let s uchetom somatotipa [The influence of physical exercises on fitness shape and regulatory adaptabilities of young football players aged 10-15 years old in respect to somatotype]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2013. No. 8. pp. 90-95.
7. Shlyk N.I., Gavrilova E.A. Variabelnost ritma serdtsa v ekspress-ot-senke funktsionalnogo sostoyaniya sportsmena [Heart rate variability in rapid assessment of athlete's functional state]. Prikladnaya sport-ivnaya nauka. 2015. No. 2.
