CC BY
30
УДК 796.01:612+796.922
ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У БИАТЛОНИСТОК С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ТРЕНИРОВАННОСТИ
В.З. Яцык, кандидат педагогических наук, доцент, заведующий кафедрой теории и методики зимних видов, велосипедного спорта и спортивного туризма,
Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, г. Краснодар, В.Б. Парамзин, кандидат педагогических наук, доцент кафедры физической подготовки, Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков, г. Краснодар, А.Э. Болотин, доктор педагогических наук, профессор кафедры теории и методики физической культуры,
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, М.С. Воротова, старший преподаватель кафедры физической культуры, Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, г. Ижевск. Контактная информация для переписки: 350015, Россия, г. Краснодар, ул. Буденного, д. 161, e-mail: yatsik.vasilij @yandex.ru.
В статье рассматриваются показатели нервной и гормональной регуляции сердечного ритма. В ходе исследования проведен фрактальный анализ вариабельности сердечного ритма у биатлонисток. Осуществлялись количественное и качественное изучение и сравнение динамических рядов кардиоинтервалов у спортсменок с целью определения эффективности функционирования фрактальных компонентов в системе кровообращения. К показателям фрактального анализа сердечного ритма были отнесены компоненты, характеризующие собственно сердечную функцию, нервно-вегетативную составляющую, состояние гипо-таламо-гипофизарной системы и центральной нервной системы.
Проводилось изучение суммарного эффекта регуляции показателей: собственной регуляции сердца, вегетативного гомеостаза сердечного ритма, устойчивости регуляции сердечного ритма, уровня регуляции нервного и эндокринного компонентов гипоталамо-гипофизарной системы («быстрой» и «медленной» адаптации к нагрузке).
Проведен нейродинамический анализ сердечного ритма у спортсменок, занимающихся биатлоном, с использованием построения нейродинами-ческой пирамиды. Учитывалось, что чем больше
объем энергетической пирамиды, тем меньше уровень энергетических затрат на выполнение одной и той же работы у спортсменок. Это соответствовало минимальному участию данного уровня регуляции в управлении сердечным ритмом у спортсменок. Ритм сердечных сокращений изучался с помощью прибора «ВНС-Ритм» на основе вычисления и оценки статистических параметров динамического ряда кардиоинтервалов, вариационной пульсометрии, автокорреляционного анализа. Для обработки кардиоинтерва-лограммы и анализа вариабельности сердечного ритма использовалось устройство «Варикард 2.51». Статистическая характеристика динамического ряда кар-диоинтервалов оценивалась по среднеквадратическому отклонению длительности кардиоинтервалов (SDNN).
Гистограмма R-R-интервалов, или вариационная пульсометрия, оценивалась по целому ряду числовых характеристик: мода (Мо), вариационный размах (АХ) и амплитуда моды (АМо). Изучались производные показатели вариационной пульсометрии.
Использование автокоррелограммы было направлено на изучение внутренней структуры динамического ряда кардиоинтервалов.
Выраженное рассогласование между двумя компонентами регуляции сердечного ритма свидетельствует о плохой переносимости физической нагрузки. С помощью анализа вариабельности сердечного ритма у спортсменок можно эффективно оценивать их функциональные резервы и осуществлять подбор адекватной физической нагрузки в ходе тренировочного процесса.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, фрактальный анализ, биатлонистки, уровень тренированности, физическая нагрузка.
Для цитирования: Яцык В.З., Парамзин В.Б., Болотин А.Э., Воротова М.С. Фрактальный анализ вариабельности сердечного ритма у биатлонисток с разным уровнем тренированности // Физическая культура, спорт - наука и практика. - 2018. - № 4. - С. 95-102.
For citation: Yatsyk V., Paramzin V., Bolotin А., Voroto-va М. Fractal analysis of variability of heart rhythm among female biathletes with a different training level. Fiziches-kaja kul'tura, sport - nauka i praktika [Physical Education, Sport - Science and Practice.], 2018, no 4, pp. 95-102 (in Russian).
Введение. В настоящее время условия соревновательной борьбы предъявляют повышенные требования к состоянию сердечно-сосудистой системы спортсменок, занимающихся биатлоном. О состоянии сердечно-сосудистой системы спортсменок можно судить по вариабельности сердечного ритма. В то же время современные стратегии профилактики сердечно-сосудистых нарушений у биатлонисток основаны преимущественно на определении переносимости ими физических нагрузок [1-4, 9-12].
Оценка и анализ функционального состояния сердечно-сосудистой системы организма спортсменок, занимающихся биатлоном, играют важную роль при планировании тренировочного процесса [1-4, 8]. Значительная роль в достижении высокой степени тренированности организма биатлонисток принадлежит адаптации к физическим нагрузкам на основе определения ее оптимума [7-12].
Адаптация к физическим нагрузкам тесно связана с процессом поиска оптимального функционального состояния биатлонисток. Адаптация представляет собой индивидуальную приспособительную реакцию организма спортсменок на физическую нагрузку. Приспособительная реакция организма спортсменок основана на метаболических, регуляторных и функциональных проявлениях работоспособности сердечно-сосудистой системы [7-12].
Практика свидетельствует, что в тренировочном процессе спортсменок, занимающихся биатлоном, не в полной мере учитывается состояние механизмов нервной (быстрой) регуляции и нейрогормональной (медленной) регуляции сердечно-сосудистой системы
их организма [1, 4-6]. Это отрицательно сказывается на переносимости физических нагрузок организмом спортсменок.
Вариабельность и фрактальный анализ сердечного ритма определяют эффективность взаимодействия нервной и нейрогормональной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы спортсменок, занимающихся биатлоном. Поэтому изучение изменений показателей взаимодействия нервной и гормональной регуляции сердечного ритма у спортсменок, занимающихся биатлоном, с разным уровнем тренированности поможет решить проблему адаптации организма спортсменок к физическим нагрузкам.
Задачи исследования:
1. Оценить динамику изменения показателей взаимодействия быстрой и медленной регуляции сердечного ритма у биатлонисток с разным уровнем тренированности в покое и под воздействием одинаковых тренировочных нагрузок.
2. Выявить различия в динамике показателей нейрогормональной регуляции сердечного ритма у спортсменок с разным уровнем тренированности под воздействием одинаковых тренировочных нагрузок и на этой основе сформулировать закономерности, определяющие вариабельность сердечного ритма у биатло-нисток.
Организация и методы исследования. Обследовались две биатлонистки А и Б в возрасте 19 лет, выступающие на Кубке 1Ви за сборную России. Сравнивали три первых тренировочных микроцикла на снегу в ноябре и декабре месяце после объемной беговой работы в бесснежный летне-осенний период. У спортсменки А он составил около 1700 км, а у спортсменки Б - около 1000 км. На протяжении трех первых тренировочных микроциклов на снегу обе спортсменки имели одинаковую по величине, объему и интенсивности физическую нагрузку. Ежедневно снималось по 300 кардиоинтервалов по два раза в день в покое и один раз под влиянием тренировочной нагрузки. Полученные данные подвергались анализу и статистической обработке.
В ходе исследования проводился фрактальный анализ вариабельности сердечного ритма. Проводилось количественное и качественное изучение и сравнение динамических рядов кардиоинтервалов с целью определения эффективности функционирования фрактальных компонентов в системе кровообращения.
К показателям фрактального анализа сердечного ритма были отнесены компоненты, характеризующие собственно сердечную функцию (А1 и А2), нервно-вегетативную составляющую (В1 и В2), состояние гипота-ламо-гипофизарной системы (С1 и С2) и центральной нервной системы (Д1 и Д2). К показателям быстрой (нервной) регуляции (ПБР) относились значения А1, В1, В2, С1, Д1, а к показателям медленной (гормональной) регуляции (ПМР) - А2, С2, Д2.
В ходе исследования изучались: А1 - суммарный эффект регуляции; А2 - показатель собственной регуля-
ции сердца; В1 - показатель вегетативного гомеостаза сердечного ритма; В2 - показатель устойчивости регуляции сердечного ритма; С1 - показатель уровня регуляции гипоталамо-гипофизарной системы (нервный компонент регуляции); С2 - показатель уровня регуляции гипоталамо-гипофизарной системы (эндокринный компонент регуляции); Д1 - показатель «быстрой» адаптации к нагрузке; Д2 - показатель «медленной» адаптации к нагрузке.
Проводился нейродинамический анализ сердечного ритма с использованием построения нейроди-намической пирамиды, характеризующей динамику анаболических и катаболических процессов под воздействием тренировочной нагрузки. Данные по характеристике ритма сердечных сокращений были получены с помощью прибора «ВНС-Ритм» на основе вычисления и оценки статистических параметров динамического ряда кардиоинтервалов, вариационной пульсометрии, автокорреляционного анализа, представленных комплексом показателей в виде статистических характеристик. Для обработки кардиоинтер-валограммы и анализа вариабельности сердечного ритма использовалось устройство «Варикард 2.51».
Гистограмма ^-интервалов, или вариационная пульсометрия, оценивалась по целому ряду числовых характеристик: мода (Мо), вариационный размах (АХ) и амплитуда моды (АМо).
Изучались производные показатели вариационной пульсометрии: показатели стресс-индекса (Б!) и индекса вегетативного равновесия (ИВР) рассчитывались по соответствующим формулам.
Внутренняя структура динамического ряда кардиоинтервалов изучалась с использованием автокоррело-граммы, представленной в виде графика динамики коэффициентов корреляции. Выявлялась степень связи и характер зависимости между центральным и автономным контурами управления сердечным ритмом.
С помощью вариационного анализа ритма сердечных сокращений изучался показатель частоты сердечных сокращений (ЧСС).
Спектральный анализ вариабельности ритма сердца позволил количественно оценить различные частотные составляющие колебаний ритма сердца и графически представить соотношения разных компонентов сердечного ритма, отражающих активность определенных звеньев регуляторного механизма. Исследовались различные спектральные компоненты.
Статистическая обработка полученных данных проводилась с расчетом общепринятых показателей.
Результаты исследования. Для оценки состояния напряжения регуляторных систем сердечного ритма в состоянии покоя изучались основные параметры вариабельности сердечного ритма, которые представлены в таблице 1.
Анализ полученных данных показал, что спортсменка А имеет более выраженную активность парасимпатической нервной системы (БРЫИ) и медленной волновой структуры (ИР, ЬР, УЬР), что позволяет утверждать о наличии у нее оптимального уровеня активности
регуляторных систем. У спортсменки Б отмечен повышенный уровень напряжения регуляторных систем сердечного ритма в состоянии покоя.
Таблица 1
Основные параметры вариабельности ритма сердца у биатлонисток в покое с разным уровнем тренированности
Параметры Спортсменка А Спортсменка Б
БРЫИ (мс) 91 47
АМо (%) 24,8 45,7
Б1 (у.е.) 21 97
ТР (мс2) 8,17 2,41
ИР (мс2) 2,78 0,81
1_Р (мс2) 3,75 0,64
У1.Р (мс2) 1,65 0,89
ЧСС (уд/мин) 57 61
Во все дни исследований, независимо от тренировочного микроцикла, у спортсменки А в состоянии покоя показатели быстрой регуляции ПБР (нервный компонент) заметно превышают показатели медленной регуляции ПМР (гормональный компонент). Количественное соотношение этих показателей в покое колеблется в зависимости от состояния тренированности и степени утомления спортсменки (таблица 2).
В норме под влиянием ежедневной тренировки у спортсменки А наблюдается снижение показателей нервной и увеличение гормональной регуляции, что указывает на гармонизацию двух компонентов нейро-гормональной регуляции в 1-м и 2-м микроциклах. При неадекватности нагрузки состоянию организма в 3-м тренировочном микроцикле происходит нарушение взаимосвязи нервной и гормональной регуляции. Проявляется доминирование нервного и угнетение гормонального компонентов в системе нейрогормональной регуляции. Отсюда возможен вывод о том, что здоровье спортсменки и ее тренированность зависят от поддержания четкой гармонизации двух параметров ней-рогормональной регуляции.
Показатели быстрой и медленной регуляции сердечного ритма спортсменки Б (таблица 3) свидетельствуют, что данные медленной регуляции сердечного ритма у нее значительно ниже, чем у спортсменки А. Это позволило предположить, что нагрузки на снегу для спортсменки Б являются чрезмерными. Эти предположения были подтверждены изменениями на ЭКГ во !! стандартном отведении (появление отрицательного зубца Т, увеличение комплекса ОКБ и снижение сегмента Б-Т), что указывает на развитие у спортсменки Б нарушения реполяризации миокарда вследствие наступающего физического перенапряжения.
Таблица 2
Динамика показателей быстрой и медленной регуляции сердечного ритма у спортсменки А в течение 3-х
микроциклов
Состояние ПБР (%) ПБР средний (%) ПМР (%) ПМР средний (%)
А1 В1 В2 С1 Д1 А2 С2 Д2
1 микроцикл
Покой
X 84,6 62,8* 86,2 78,8 83,4 79,2 40 41,2 35,8 38,5
± т 4,9 7,9 7 5,1 7 5,2 3,2 9,3 6,5 7,7
После занятий
X 77,6 36,6 70,2 79,6 77,6 68,3 35 51,4 36,6 44
± т 5,6 5,1 8,3 2,7 5 4 2,7 14,5 6,1 10
2 микроцикл
Покой
X 74,6 50 83 85,2 89,4 76,4 53,4 75 48,8 61,9
± т 5,1 8,1 7,9 4,9 3,1 5,2 4,1 10,3 4,5 7,2
После занятий
X 74,6 50 83 85,2 89,4 76,4 53,4 75 48,8 61,9
± т 5,1 8,1 7,9 4,9 3,1 5,2 4,1 10,3 4,5 7,2
3 микроцикл
Покой
X 84,6* 64 86,2* 81,2 84,2 80 69,8 65,4 37,8* 51,6*
± т 3,8 8,3 6,5 5,3 4,8 5,6 1,4 9,4 4 6,4
После занятий
X 63,6 35,6 66,6 74,4 69 61,8 71 83 53,2 68,1
± т 7,1 11,4 5,8 8,9 8,9 8 1,7 3,1 5,1 3,9
*р<0,05 * - достоверность различий по критерию Стьюдента
Сравнительный анализ показателей вариационной пульсометрии свидетельствует о более высокой степени активности симпатического отдела вегетативной нервной системы у спортсменки А, что особенно заметно в конце 3-го микроцикла. Данный факт свидетельствует о том, что с ростом показателей АМо происходит усиление симпатической регуляции ритма сердца. У спортсменки Б этого не наблюдалось.
Статистическая характеристика динамического ряда кардиоинтервалов у спортсменок А и Б в ходе эксперимента выявила резкое уменьшение средне-квадратического отклонения длительности кардио-интервалов (БРИИ) у спортсменки Б в ходе второго микроцикла, что указывает на негативное влияние синусового узла вегетативной нервной системы на пере-
носимость нагрузки. Снижение показателя БРЫИ свидетельствует о снижении тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Значение БРЫИ явилось чрезвычайно чувствительным и важным показателем для оценки состояния механизмов регуляции ритма сердца. Рост показателя БРЫИ указывал на усиление автономной регуляции ритма сердца у спортсменки А. Уменьшение показателя БРЫИ у обеих спортсменок после нагрузки мы связывали с усилением симпатической регуляции ритма сердца.
Изучение показателя индекса напряженности регу-ляторных систем (Б1) свидетельствует о степени активности регуляции сердечного ритма у спортсменок А и Б. В покое показатели Б1 у спортсменки А колеблются
Таблица 3
Динамика показателей быстрой и медленной регуляции сердечного ритма у спортсменки Б в течение 3-х
микроциклов
Состояние ПБР (%) ПБР средний(%) ПМР (%) ПМР средний(%)
А1 В1 В2 С1 Д1 А2 С2 Д2
1 микроцикл
Покой
X 88 59,2 61 60 60,2 65,7 45 5,5 11,2 8,4
± т 8,2 9,3 10 3,3 7,7 4,2 4,2 4,6 3,9 2,9
После занятий
X 87,8 51,8 66,8 60,6 59,6 65,3 40 12,4 19 15,7
± т 2 4 4,7 5 8,2 2,9 3,4 6,7 4 4,7
2 микроцикл
Покой
X 98,6* 67,2* 54,6 62,6* 47,6 66,1* 75,6 0,8 14,8 7,8
± т 1,2 6,7 4,2 3,6 8,7 4,4 1,2 0,4 0,9 0,3
После занятий
X 83,6 40,2 48,8 50 33,8 51,3 73 2,6 17,8 10,2
± т 4,7 4,4 3,6 3,9 6,6 4 2,4 1,1 2 1,4
3 микроцикл
Покой
X 99* 77,8 63 64 59,3 72,6 67,3 0 13,5 8,8
± т 0,6 3,1 2,5 3,2 3,6 1,2 0,8 0 1,2 2,5
После занятий
X 94,3 66,3 67 56 62 69,1 65,5 0 15,3 7,6
± т 1,9 5,7 4,5 3,4 8,5 4 0,9 0 2,2 1,1
*р<0,05 * - достоверность различий по критерию Стьюдента
от 70 до 112 у.е., после нагрузки изменяются от 150 до 218 у.е. Такая же реакция на нагрузку наблюдалась и у спортсменки Б. Однако диапазон колебаний был значительно ниже, чем у спортсменки А. Это свидетельствует о более низких функциональных резервах спортсменки Б. В целом стресс-индекс Б1 отражал степень централизации управления сердечным ритмом у обеих спортсменок.
Большое внимание в процессе исследования уделялось оценке состояния напряжения центрального контура спортсменок А и Б по показателю !к.
У спортсменки А !к после тренировки снижается более чем на 35%. Это свидетельствует об усилении влияния центральных механизмов на ритм сердца.
У спортсменки Б !к после тренировки снижается
лишь на 16%. Это указывает на значительное напряжение у нее центрального контура, что указывает на чрезмерность предлагаемой для нее нагрузки.
Изучение динамики индекса вегетативного равновесия (ИВР), определяющего соотношение симпатической и парасимпатической регуляции сердечного ритма, показало у спортсменки А после тренировки ИВР стабильно возрастал. Данный факт свидетельствует о стабильном соотношении симпатической и парасимпатической регуляции сердечного ритма у спортсменки А. Динамика ИВР у спортсменки Б свидетельствует о рассогласовании у нее регуляции сердечного ритма.
Таким образом, можно отметить, что основным показателем степени тренированности спортсменок является согласованность между нервным и гормо-
нальным компонентами регуляции сердечного ритма. Сближение и гармонизация обоих компонентов регуляции у спортсменки А и рассогласование между ними (высокие значения ПБР и низкие ПМР) у спортсменки Б свидетельствуют о разных адаптивных возможностях организма спортсменок к нагрузке: у первой они существенно выше, у второй - ниже.
Кроме того, выраженное рассогласование между двумя уровнями нейрогормональной регуляции у спортсменки Б (низкий фон гормональной регуляции), по-видимому, является результатом хронического перенапряжения, вызванного чрезмерными физическими нагрузками, не соответствующими ее уровню физической готовности и функциональных резервов организма.
Выводы. В ходе проведенных исследований установлено, что у спортсменки А все без исключения показатели быстрой и особенно медленной регуляции сердечного ритма были существенно выше во всех трех микроциклах как до, так и после тренировок по сравнению со спортсменкой Б.
Сравнительный фрактальный анализ вариабельности сердечного ритма у биатлонисток А и Б позволил установить следующие закономерности:
- вариабельность сердечного ритма у биатлонисток зависит от оптимального взаимодействия нервной и гормональной регуляции системы кровообращения;
- резкое снижение показателей гормональной регуляции сердечного ритма у спортсменок свидетельствует о снижении функциональных ресурсов их организмов;
- увеличение активности собственной нервной регуляции сердца под воздействием нагрузки свидетельствует о наличии дисбаланса между процессами анаболизма и катаболизма;
- рассогласование между нервной и гормональной регуляцией сердечного ритма приводит к значительному снижению функциональных резервов организма спортсменок и их переутомлению.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Болотин А.Э. Показатели специальной выносливости юных биатлонистов / А.Э. Болотин, Т.А. Сагиев, С.А. Дементьева // Стратегические направления реформирования вузовской системы физической культуры. Сборник научных трудов V Всероссийской НПК с международным участием. Санкт-Петербурский политехнический университет Петра Великого. - Санкт-Петербург, 2018. - С.77-79.
2. Болотин А.Э. Оценка уровня развития выносливости у юных биатлонистов по результатам тестирования / А.Э. Болотин, Т.А. Сагиев, С.А. Дементьева // Стратегические направления реформирования вузовской системы физической культуры. Сборник научных трудов V Всероссийской НПК с международным участием. Санкт-Петербурский политехнический университет Петра Великого. - Санкт-Петербург, 2018. - С.80-82.
3. Болотин А.Э. Взаимосвязь физической подготовленности юных биатлонистов с результативностью соревновательной деятельности / А.Э. Болотин, Т.А. Сагиев, С.А. Дементьева // Стратегические направления реформирования вузовской системы физической культуры. Сборник научных трудов V Всероссийской НПК с международным участием. Санкт-Петербурский политехнический университет Петра Великого. - Санкт-Петербург, 2018. - С.83-87.
4. Болотин А.Э. Ранговая структура показателей, определяющих готовность спортсменов к соревнованиям по армейскому биатлону / А.Э. Болотин, В.Л. Васильева, М.В. Лисичкин // Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием.
- 2016. - С.19-22.
5. Карганова Т.А. Структура спортивной деятельности в биатлоне и факторы, обеспечивающие ее эффективность / Т.А. Карганова, В.З. Яцык // Тезисы докладов XXXXIII научной конференции студентов и молодых ученых Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма: Материалы научной конференции: Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма,
2016. - С. 44.
6. Парамзин В.Б. Подбор вращательных акробатических упражнений для развития и оценки динамического и статического равновесия у студентов летных специальностей / В.Б. Парамзин, В.З. Яцык, И.И. Горбиков, С.В. Разновская // Физическая культура, спорт
- наука и практика. - 2017. - № 4. - С. 8.
7. Яцык В.З. Динамика функционального состояния начинающих лыжников-гонщиков в условиях краткосрочных сборов в среднегорье / В.З. Яцык, И.И. Горбиков, О.С. Васильченко, В.Б. Парамзин // Физическая культура, спорт - наука и практика. - 2016. - № 2. -С. 7-13.
8. Яцык В.З. Факторы, обеспечивающие эффективность соревновательной деятельности в биатлоне // Материалы научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. - 2016. - № 1. -С. 50-52.
9. Bolotin А.Е., Bakayev V.V. (2015). Structure and content of the educational technology of managing students' healthy lifestyle // Journal of Physical Education and Sport, 15(3), pp.362-364.
10. Bolotin А.Е., Bakayev V.V. (2017). Peripheral circulation indicators in veteran trail runners // Journal of Physical Therapy Science, O^S) Vol. 29 (2017), No.6, pp.10921094.
11. Bolotin А.Е., Bakayev V.V. (2017). Structure of the parameters that define the preparedness of archers for competitive struggle // Journal of Physical Education and Sport, 17(3), Art. 181, pp.1177-1779.
12. Bolotin А.Е., Bakayev V.V. (2017). Method for training of long distance runners taking into account bioenergetic types of energy provision for muscular activity. 5-th International Congress on sport sciences research and technology support (icSPORTS 2017) (30-31 Oktober,
2017, Funchal, Madeira, Portugal), pp.126-131.
FRACTAL ANALYSIS OF VARIABILITY OF HEART RHYTHM AMONG FEMALE BIATHLETES WITH A DIFFERENT TRAINING LEVEL
V. Yatsyk, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Head of the Theories and Techniques
of Winter Sports, Cycling and Sports Tourism Department,
Kuban State University of Physical Education, Sports and Tourism, Krasnodar,
V. Paramzin, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor of the Physical Preparation
Department,
Krasnodar Higher Military Aviation School for Pilots, Krasnodar,
А. Bolotin, Doctor of Pedagogical Sciences, Professor of the Theory and Methodology of Physical Education Department,
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, М. Vorotova, Senior Lecturer of the Physical Education Department, Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk.
Contact information for correspondence: 350015, Krasnodar, Budennogo str., 161, е-mail: [email protected].
The article examines the parameters of the nervous and hormonal regulation of the heart rhythm. Fractal analysis of variability of heart rhythm among female biathletes has been conducted during the study. The quantitative and qualitative study and the comparison of dynamic series of cardiointervals among female athletes in order to determine function efficiency of fractal components in the circulatory system have been made. The components which characterize the heart function, neural-vegetative component, the condition of the hypothalamic-pituitary system and the central nervous system have been referred to the indicators of the fractal analysis of heart rhythm.
The study of the total effect of regulation indicators: self-regulation of the heart, autonomic homeostasis of heart rhythm, stability of regulation of heart rhythm, regulation level of nervous and endocrine components of hy-pothalamic-pituitary system («fast» and «slow» adaptation to the load) has been implemented.
Neurodynamic analysis of heart rhythm among female biathletes using the construction of the neurodynamic pyramid has been conducted. It was taken into account that the larger the volume of the energy pyramid, the lower level of energy costs athletes need for the same job. This was in line with the minimum participation of this level of regulation in controlling of athletes' heart rate. The rhythm of heart beat has been studied with the use of the device «VNS-Rythm» on the basis of the calculation and the evaluation of statistical parameters of the dynamic series of cardiointervals, variational pulseometry, autocorrelation analysis. For the processing of the analysis of heart rate variability the device «Varikard 2.51» has been used. The statistical characteristic of the dynamic series of cardiointervals has been assessed with the help of the root mean square error of the duration of the cardiointervals.
The histogram of R-R intervals or the variational pul-sometry has been estimated by a number of numerical
characteristics: mode, variation range, amplitude of the mode. The derived indexes of the variational pulseometry have been studied. The use of the autocorrelogram was aimed at the examination of the internal structure of the dynamic series of cardiointervals.
The expressed discrepancy between the two regulatory components of heart rhythm evidence poor exercise tolerance. Using the variability analysis of female's biath-letes heart rhythm it is possible to assess their functional reserves effectively and to select adequate physical loads during the training process.
Keywords: heart rate variability, fractal analysis, female biathletes, training level, physical load.
References:
1. Bolotin A.E., Sagiyev T.A., Dementieva S.A. The Indicators of the special endurance of young biathletes. Strategicheskie napravleniya reformirovaniya vuzovskoj sistemy fizicheskoj kul'tury. Sbornik nauchnyh trudov V Vserossijskoj NPK s mezhdunarodnym uchastiem. Sankt-Peterburskij politekhnicheskij universitet Petra Velikogo [Strategic directions of reforming the higher education system of physical culture. Collection of scientific works of V all-Russian NPK with international participation. Peter the great St. Petersburg Polytechnic University], St. Petersburg, 2018, pp. 77-79. (in Russian).
2. Bolotin A.E., Sagiyev T.A., Dementieva S.A. Assessment of the level of development of endurance in young athletes according to the test results. Strategicheskie napravleniya reformirovaniya vuzovskoj sistemy fizicheskoj kul'tury. Sbornik nauchnyh trudov V Vserossijskoj NPKs mezhdunarodnym uchastiem. Sankt-Peterburskij politekh-nicheskij universitet Petra Velikogo [Strategic directions of reforming the higher education system of physical culture. Collection of scientific works of V all-Russian NPK with international participation. Peter the great St. Petersburg Polytechnic University], St. Petersburg, 2018, pp. 80-82. (in Russian).
3. Bolotin A.E., Sagiyev T.A., Dementieva S.A. The Relationship of physical. preparedness of young biathlonists with the performance of competitive activities Strate-gicheskie napravleniya reformirovaniya vuzovskoj sistemy fizicheskoj kul'tury. Sbornik nauchnyh trudov V Vserossijs-koj NPKs mezhdunarodnym uchastiem. Sankt-Peterburskij politekhnicheskij universitet Petra Velikogo [Strategic directions of reforming the higher education system of physical culture. Collection of scientific works of V all-Russian NPK with international participation. Peter the great St. Petersburg Polytechnic University], St. Petersburg, 2018, pp. 83-87. (in Russian).
4. Bolotin A.E., Vasilyeva V.L., Lisichkin M.V. Rank structure of the indicators determining the readiness of athletes to compete in the army biathlon. Nedelya nauki SPb-PU. Materialy nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem [Week of science Spbpu. Materials of the scientific conference with international participation]. ], St. Petersburg, 2016, pp. 19-22. (in Russian).
5. Karganova T.A. The Structure of the sports activity in the biathlon and the factors that ensure its effectiveness. Tezisy' dokladov XXXXIII nauchnoj konferencii studentov i molody'x ucheny'x Kubanskogo gosudarstvennogo uni-versiteta fizicheskoj kul'tury', sporta i turizma: Materialy' nauchnoj konferencii: Kubanskij gosudarstvenny'j universitet fizicheskoj kul'tury', sporta i turizma [Theses of the xxxxiii scientific conference of students and young scientists of the Kuban state University of physical culture, sports and tourism: Materials of the scientific conference: Kuban state University of physical culture, sports and tourism], 2016. pp 44. (in Russian).
6. Paramsin V.B., Yatsyk Z.V., Gorbikov I., Ratnovska S.V. The Selection of the rotational acrobatic exercises for the development and evaluation of dynamic and static balance of students of flying specialities. Fizicheskaya kul'tura, sport - nauka i praktika [Physical culture, sport -science and practice], 2017 no 4, pp. 8. (in Russian).
7. Yatsyk V.Z., Gorbachov I., Vasilchenko O.S., Paramsin V.B. Dynamics of functional condition of skiers-racers in terms of short-term fees in the Midlands. Fizicheskaya kul'tura, sport - nauka i praktika [Physical culture, sport - science and practice], 2016, no 2, pp. 7-13. (in Russian).
8. Yatsyk V.Z. Factors that ensure the effectiveness of competitive activity in biathlon. Materialy' nauchnoj i nauchno-metodicheskoj konferencii professorsko-prepodavatel'skogo sostava Kubanskogo gosudarstvennogo universiteta fizicheskoj kul'tury', sporta i turizma [Materials of scientific and scientific-methodical conference of the faculty of the Kuban state University of physical culture, sports and tourism], 2016, no 1, pp. 50-52. (in Russian).
9. Bolotin A.E., Bakayev V.V. (2015). Structure and content of the educational technology of managing students' healthy lifestyle. Journal of Physical Education and Sport, 15(3), pp. 362-364.
10. Bolotin A. E., Bakayev V.V. (2017). Peripheral circulation indicators in veteran trail runners . Journal of Physical Therapy Science, (ARTS). Vol. 29 (2017), no 6, pp.10921094.
11. Bolotin A.E., Bakayev V.V. (2017). Structure of the parameters that define the readiness of archers for competitive struggle. Journal of Physical Education and Sport, 17(3), Art. 181, pp.1177-1779.
12. Bolotin A.E., Bakayev V.V. (2017). Method for training of long distance runners taking into account bioenergetic types of energy provision for muscular activity. 5-th International Congress on sport sciences research and technology support (ic SPORTS 2017) (30-31 Oktober, 2017, Funchal, Madeira, Portugal), pp. 126-131.
Поступила / Received 15.06.2018
Принята в печать / Accepted 07.12.2018
