CC BY
39
Проблемы двигательной активности и спорта
УДК 612.821
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ У СПОРТСМЕНОВ В ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОЙ ИНТЕНСИВНОЙ МЫШЕЧНОЙ НАГРУЗКИ
Я.В. Велибеков, А.Д. Викулов
Ярославский педагогический университет, г. Ярославль
Изучено состояние регуляции сердечной деятельности у спортсменов в период восстановления после однократной интенсивной мышечной нагрузки. Показано, что более высокая мощность выполненной спортсменами работы по сравнению с нетренированными лицами вызывает большие физиологические сдвиги и более интенсивный восстановительный процесс, сопровождающийся существенными перестройками нейрогуморальных механизмов регуляции сердечной деятельности.
Ключевые слова: сердечный ритм, восстановление, мышечные нагрузки, функциональное состояние.
Введение. Временная организация функций является одной из фундаментальных характеристик живой системы. Особый интерес представляют данные о колебаниях характеристик сердечного ритма, позволяющих, по мнению многих исследователей, дать в известной степени интегральную информацию о состоянии организма в целом [1].
В последние годы появилось много работ, связанных с исследованием вариабельности сердечного ритма у спортсменов [2]. Однако большинство из них характеризуют состояние покоя. Крайне мало исследований выполнено с использованием функциональных проб и практически отсутствуют сведения по изучению восстановительного процесса. Вместе с тем хорошо известно, что отдых и восстановление - составные части процесса спортивной подготовки.
Учитывая вышесказанное, нами был исследован процесс восстановления организма спортсменов после однократной интенсивной мышечной нагрузки.
Методика. Для проведения исследования сформированы экспериментальная (п = 16) и контрольная группы (п = 15). В экспериментальную группу вошли спортсмены-лыжники первого спортивного разряда и кандидаты в мастера спорта. Они обследованы в середине соревновательного периода. Контрольную группу представляли лица такого же возраста и пола, не занимающиеся спортом, практически здоровые. Возраст обследованных лиц - 18-23 года. Пол - мужской.
Испытуемые выполняли ступенчато возрастающую велоэргометрическую нагрузку при педалировании 60 об/мин. При достижении ЧСС уровня 150 уд./мин повышение нагрузки прекращалось, далее выполнялась тридцатиминутная физическая работа. Использован электронный велоэргометр БХ1 (КЕТШЕЖ., Германия).
Функциональное состояние регуляторных систем в период восстановления изучено по некоторым ключевым показателям вариабельности сердечного ритма. Для регистрации использован аппаратно-программный комплекс «ВНС-Спектр» фирмы «НейроСофт» (Россия, г. Иваново). Выполнялась 5-минутная запись ЭКГ.
Регистрацию сердечного ритма проводили на 5-й, 30-й, 60-й, 90-й, 120-й минутах восстановления после нагрузки, а также в покое до нагрузки.
Статистическая обработка полученных данных выполнена на персональном компьютере в программе «Статистика 6.1» (серия 1203с1; лицензия 4КМ1Т<З.Г68@81а18оЙ:©Кш81а). В выборках рассчитаны: выборочная средняя (М±), стандартное отклонение (±а). Достоверность различий между показателями сравниваемых групп определена с использованием критерия ьСтыодента. Все переменные проверялись на нормальность распределения по тесту Шапиро-Уилки.
Результаты исследования и их обсуждение. Средняя мощность велоэргометрической нагрузки в группе спортсменов составляла 257,8 ± 17,0 Вт и была больше, чем у лиц контрольной группы на 61 % (р < 0,01).
При этом ЧСС на 5-й минуте восстановительного процесса превышала исходный уровень на 52 % (р < 0,01), в то время как в контрольной группе превышение составляло лишь 38 % (р < 0,01). Уровень ЧСС в группах в этот период восстановительного процесса был практически одинаков: 92,71 ± ± 10,95 у спортсменов и 92,91 ± 15,00 уд./мин у лиц контрольной группы.
Восстановление ЧСС в группах протекало практически однотипно: ЧСС вернулась к исходным значениям в группах к 60-й минуте.
Величина сердечного выброса является глав-
Проблемы двигательной активности и спорта
ным детерминантом транспорта кислорода при нагрузке. Производительность сердца может рассматриваться как некоторый интегральный показатель, характеризующий транспортные возможности кардиореспираторной системы в отношении газов крови. Как известно, реально лимитируют величину сердечного выброса две переменные -ЧСС и величина ударного объема крови. В специальных исследованиях было показано, что максимальная ЧСС не влияет существенно на величину сердечного выброса при максимальной нагрузке. Кроме того, вклад ЧСС в увеличение сердечного выброса при предельных режимах мышечной работы у тренированных атлетов ниже, чем у здоровых нетренированных людей [7].
Показатель моды нормальных кардиоинтервалов (Мо) также имел однотипную динамику. Вместе с тем, если в контрольной группе восстановление достигало исходного уровня к 60-й минуте, то в группе спортсменов - только к 90-й минуте. Именно к 90-й минуте восстановления в группах графически отмечалось плато. Мода -наиболее часто встречающиеся значения 11-11-интервала, которые соответствуют наиболее вероятному для данного периода времени уровню функционирования систем регуляции. Физиологический смысл данного параметра заключается в том, что он отражает влияние центрального контура регуляции на автономный по гуморальным каналам [5].
Вегетативная реактивность при функциональных нагрузках зависит от исходного уровня гормонов, определяющих уровень энергетической потребности [4]. В регуляцию функций организма и, в частности, управление обменными процессами, а также энергетическим обеспечением мышечной деятельности, в первую очередь, вовлекаются гормоны гипофиза, щитовидной железы и надпочечников. Выявлены корреляционные связи средней силы (г = 0,45-0,56; р < 0,05) между уровнем ТТГ и мощностью в момент отказа от работы, а также длительностью работы [3]. Этим же автором обнаружены многочисленные сильные корреляционные взаимосвязи между концентрациями всех тиреоидных гормонов как до однократной мышечной нагрузки, так и после нее, что явно свидетельствует о взаимосвязях внутри эндокринной оси.
Большая мощность выполненной работы в группе спортсменов несомненно сопровождалась и большими физиологическими сдвигами, произошедшими под влиянием нагрузки. На 5-й минуте восстановления показатель моды (Мо) коррелировал с индексом симпатико-парасимпатического равновесия (ЬР/НР) [г = -0,61; р < 0,05]. При этом симпатико-парасимпатическое равновесие после нагрузки существенно смещалось в сторону усиления влияния симпатического отдела: ЬР/НР превышал исходный уровень более чем в шесть раз (5,57 после нагрузки против 0,88 в покое).
Гормоны тиреоидной системы (ТТГ, ТЗ) под-
держивают преимущественно симпатические механизмы [4]. Воздействие физической нагрузки «до отказа» у спортсменов, тренирующихся на выносливость, приводит к выраженному снижению свободной фракции тироксина на фоне увеличения свободной фракции трийодтиронина, в то время как содержание общей фракции ТТГ, ТЗ, Т4 существенно не меняется, что в целом свидетельствует об активном участии функционирования щитовидной железы [3].
У менее квалифицированных спортсменов активизация функциональных резервов аэробной выносливости идет, в первую очередь, за счет системы дыхания, а у более квалифицированных -преимущественно за счет системы кровообращения, особенно центрального (А.М. Ефименко, 1971).
Под влиянием нагрузки снижался уровень симпатических влияний на ритм сердца подкорковых центров вегетативной регуляции (на 57,3 % у спортсменов и 62,9 % в контроле; р < 0,05). В дальнейшем по мере восстановления отмечалось неуклонное увеличение симпатических влияний подкорковых центров. Так, на 120-й минуте восстановления мощность спектра УЫ5 в группе спортсменов составляла 2903 ± 1901 мс2 и превышала исходный уровень на 183 % (р < 0,05). Аналогичной была картина восстановления в контрольной группе: здесь также по мере восстановления отмечался рост абсолютного значения УЫ7, однако самая его большая величина на 120-й минуте восстановления превышала исходный уровень лишь на 24,1 % (р > 0,05).
Диапазон 20-30-секундных колебаний (УГР) отражает, по мнению многих исследователей, уровень основного обмена, терморегуляции, эрготроп-ных функций. Этот диапазон соответствует периоду концентрационных колебаний метаболизма. Неэлектрические колебания проявляются в виде колебаний концентрации химических веществ обмена и механических колебаний (временных, амплитудных, объемных), происходящих на границе ткани и сосудистой системы под контролем нервной и эндокринной систем, то есть окружающая ткань информирует образования сосудистой системы о своем состоянии, о своих потребностях. Таким образом, медленные колебания гемодинамики являются важным звеном адаптивной регуляции организма [8]. Эта область явлений в биофизике и квантовой биохимии обозначена как процессы, «далекие от равновесия» [6]. По мнению Ф.З. Меерсона, относительно процессов адаптации к физическим нагрузкам на клеточном уровне отмечаются три физиологических сдвига: увеличение мощности системы энергообеспечения; увеличение утилизации энергии; усиление системы ионного транспорта. Они скоординированы между собой и определенным образом потенцируют друг друга [2]. Таким образом, по-видимому, можно считать, что в процессе восстановления организма у спортсменов после воздействия однократной интенсивной мышечной нагрузки
116
Вестник ЮУрГУ, № 27, 2009
Велибеков Я.В., Викулов АД.
Функциональное состояние регуляторных систем ________у спортсменов в период восстановления...
отмечался более высокий уровень церебральных эрготропных влияний, обеспечивающих более интенсивный восстановительный процесс.
Индекс напряжения (ИН), напротив, в процессе восстановления в исследованных группах по мере восстановления имел тенденцию к снижению, то есть по мере восстановления снижалась «централизация» управления ритмом сердца.
Сходная, но несколько иная динамика отмечена для показателя стандартного отклонения нормальных кардиоинтервалов (БТЖМ): выборочные средние вернулись к исходному значению к 60-й минуте восстановления, а в дальнейшем величины ЗБЬШ продолжали увеличиваться, особенно это было характерно для группы спортсменов. На 120-й минуте восстановления ББИК в группе спортсменов составляла 80,92 ± 37,33 мс и была больше, чем в состоянии покоя на 47,3 % (р < 0,01). В контрольной группе 8ОИК на 120-й минуте восстановления также было повышенным: 70,16 ± 20,21 мс (на 19,1 % больше, чем в покое; р < 0,01).
Симпатико-парасимпатическое равновесие (ЫТНР), оказавшись сильно смещенным под влиянием нагрузки в сторону усиления влияния симпатического отдела автономной нервной системы, достигло исходного уровня к 60-й минуте восстановления.
Заключение. Таким образом, в процессе восстановления организма после интенсивной мышечной нагрузки снижается централизация в управлении сердечным ритмом, отмечается усиление парасимпатической активности с включением «дыха-тельной» компоненты (автономного контура регулирования), что способствует усилению восстановительного процесса, обеспечиваемого стимуляцией процессов метаболизма [2], ослабляя запросы к кардиореспираторной системе, в том числе и к самой системе управления сердечным ритмом.
Литература
1. Вариабельность сердечного ритма: Теоретические аспекты и практическое применение // Матер. IV всерос. симп. / отв. ред. Н.И. Шлык, P.M. Баевский. - Ижевск: УдГУ, 2008. - 344 с.
2. Меерсон, Ф.З. Адаптация, деадаптация и недостаточность сердца / Ф.З. Меерсон. - М.: Медицина, 1978. - 344 с.
3. Осипова, Н.В. Сравнительная характеристика влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на уровень физической работоспособности студентов различных специализаций спортивного вуза: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Н.В. Осипова. - СПб., 2008. — 20 с.
4. Поскотинова, Л.В. Вегетативная регуляция ритма сердца и эндокринный статус подростков и молодых лиц в условиях европейского севера России: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Л.В. Поскотинова. - Архангельск, 2009. — 48 с.
5. Практикум по психофизиологической диагностике: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000. — 128 с.
6. Пригожин, И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой: пер. с англ. /И. Пригожин, И. Стенгерс; общ. ред. и послесл. В.И. Аршинова, Ю.Л. Климонтовича, Ю.В. Сачкова. - Изд. 5-е. — М., 2005. -296 с.
7. Карпман, В.Л. Сердечно-сосудистая система и транспорт кислорода при мышечной работе: актовая речь / В.Л. Карпман // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов. - М.: РГАФК, 1994. -С. 12-39.
8. Фпейшман, А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Теория, практическое применение в клинической медицине и профилактике / А.Н. Флейш-ман. - Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. -264 с.
Поступила в редакцию 4 марта 2009 г.
