CC BY
92
УДК 796.01:612 ББК 75.0 Ф 94
Шаханова А.В.
Доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии факультета естествознания, проректор по научной работе Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 52-48-55, e-mail: Dissagu@yandex.ru Гречишкина С.С.
Кандидат биологических наук, физиолог НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-42, e-mail: S4209691@yandex.ru Силантьев М.Н.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии факультета естествознания, начальник учебного управления Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 52-48-64, e-mail: smn1977@mail.ru Даутов Ю.Ю.
Доктор медицинских наук, профессор кафедры биомеханики и медико-биологических дисциплин института физической культуры и дзюдо Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-76, e-mail: drdautov@narod.ru Кузьмин А.А.
Кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры физиологии факультета естествознания, старший научный сотрудник НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-42, e-mail: kuz@maykop.ru Петрова Т.Г.
Кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры биомеханики и медикобиологических дисциплин института физической культуры и дзюдо Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-76, e-mail: tatyana.petrowa-golubencko@yandex.ru
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы студентов, занимавшихся футболом в режиме спортивной секции по данным вариабельности ритма сердца
(Рецензирована)
Аннотация
Рассмотрены вопросы адаптации сердечно-со^дистой системы студентов-футболистов. Контингент испытуемых составили 25 футболистов в возрасте 18-21 года. С помощью аппаратно-
« - -12», -ляторно-адаптивные возможности организма. Выявлены три типа адаптации: с высокой степенью (47% ), (20% ) -
удовлетворительной адаптацией (33%). Показаны различия в регуляторно-адаптивном статусе между представителями разных типов адаптации сердечно-софдистой системы.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, адаптивно-ре^’ляторный статус, студенты, футбол.
Shakhanova A.V.
Doctor of Biology, Professor, Head of Physiology Department of Natural Science Faculty, Vice-Rector for Scientific Work, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 52-48-55, e-mail: Dissagu@yandex.ru Grechishkina S.S.
Candidate of Biology, Physiologist of Research Institute of Complex Problems, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-42, e-mail: S4209691@yandex.ru Silantyev M.N.
Candidate of Biology, Associate Professor of Physiology Department of Natural Science Faculty, Chief of Study Department, Adyghe State University, Maikop, (8772) 59-37-02, e-mail: smn1977@mail.ru Dautov Yu.Yu.
Doctor of Medicine, Professor of Department of Biomechanics and Medicobiological Disciplines of Institute of Physical Training and Judo, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-76, e-mail: drdautov@narod.ru
Kuzmin A.A.
Candidate of Biology, Senior Lecturer of Physiology Department of Natural Science Faculty, Adyghe
State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-42, e-mail: kuz@maykop.ru
Petrova T.G.
Candidate of Biology, Senior Lecturer of Biomechanics and Medicobiological Discipline Department of
Institute of Physical Training and Judo, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-76, e-mail:
tatyana.petrowa-golubencko@yandex.ru
The functional state of cardiovascular system of students involved in football in sports section mode according to the heart rate variability
Abstract
The paper deals with the questions related to adaptation of the cardiovascular system of students - football players. The participants in this study are 25 football players aged 18-21 years. Regulatory and adaptive opportunities of an organism are defined with the help of ECG system Poly-Spectrum-12 from the heart rate variability data. Three types of adaptation are distinguished: with high degree of adaptation (47% of the football players), with regulatory mechanism tension (20%) and with unsatisfactory adaptation (33%). The differences in regulatory and adaptive status between representatives of the various types of adaptation of cardiovascular system are shown.
Keywords: heart rate variability, regulatory and adaptive status, students, football.
Введение
Значительное место в жизни определенной части студентов занимает спорт, который является в какой-то мере антистрессовым фактором [1]. Вопросы влияния спортивных физических нагрузок на функциональное состояние и адаптивные возможности организма, как правило, рассматриваются без учета состояния регуляторных механизмов. Регуляторно-адаптивные перестройки в рамках секционных занятий спортом у студентов, не имеющих спортивного разряда, практически не изучены, что не позволяет эффективно решать вопросы оптимизации двигательной деятельности для сохранения здоровья и восстановления работоспособности, проводить соответствующие профилактические и коррекционные мероприятия по предупреждению психоэмоциональных перегрузок в процессе обучения в вузе.
В плане изложенного представляется актуальным исследование влияния спортивных физических нагрузок различной направленности на качество регулирования и адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы студентов, занимавшихся спортом в режиме спортивной секции.
Методы и организация исследования
Исследование проводилось на базе лаборатории «Физиология развития ребенка» НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета (АГУ) со студентами II-IV курсов неспортивных факультетов, занимавшихся футболом в режиме секционных занятий. Обследовано 25 футболистов в возрасте 18-21 года, не имевших спортивных разрядов, спортивный стаж которых составлял 3-4 года.
Исследование волновой структуры ВРС проводились с помощью аппаратнопрограммного комплекса «Поли-Спектр-12» компании «НейроСофт» (г. Иваново) в положении лежа в течение 5 минут, а также в условиях активной ортостатической пробы в положении стоя в течение 6 минут.
Показатели временного анализа включали: SDNN, отражающего изменение как автономного, так и центрального контуров регуляции, RMSSD - активность автономного контура регуляции, PNN50 - позволяющего судить об относительном преоблада-
нии парасимпатического или симпатического звена регуляции, измеряющихся в мс, а также СУ - характеризующего суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения, измеряющегося в процентах.
Спектральный анализ заключался в измерении мощности УЬБ-, ЬБ-, ИБ- (очень медленных, медленных и быстрых волн соответственно) в спектре вариабельности сердечного ритма и осуществлялся в процентах от общей мощности спектра (ТР). На основании спектрального анализа ВСР характеризовались периодические изменения частоты синусового ритма.
Исследование проводилось в подготовительном периоде годичного цикла тренировки, основной направленностью которого является становление спортивной формы, достижение взаимосвязи между физической, спортивно-технической, тактической и волевой подготовленностью. В подготовительном периоде отводятся 60% на общефизическую подготовку и 40% - специальную физическую подготовку.
Результаты и их обсуждение
Применение статистического, временного и спектрального анализа сердечного ритма выявило экономизацию функций сердечно-сосудистой системы (ССС) в покое у большинства студентов, занимавшихся футболом в режиме спортивной секции. Наиболее благоприятный баланс в покое наблюдался у футболистов, когда в спектре регуляции сердечного ритма преобладали быстрые НБ-волны (32,3 ±7,5% против 27,7±5,2% у не занимавшихся спортом, ^<0,05), мощность которых является маркером вагусных влияний на сердце. На повышение тонуса парасимпатической нервной системы также указывал показатель КМ88Б (табл. 1). Активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы при относительно сниженных значениях ЧСС (67,6±9,4 уд./мин у футболистов), по мнению Н.И. Шлык (2011), является показателем высокого адаптационного потенциала ССС. Известно, что длительные занятия спортом приводят к структурным и функциональным перестройкам вегетативной регуляции [2-4]. На основании приведенных фактов можно говорить об оптимизации в регуляции ритма сердца у студентов-футболистов под влиянием регулярных спортивных физических нагрузок.
Таблица 1
Показатели (M±m) ВРС в покое у студентов, занимавшихся спортом в режиме спортивных секций (не имевших спортивного разряда)
Показатели ВРС Студенты-футболисты
ЧСС, уд./мин 67,6±9,4
8Б№К, мс 78,5±23,7
КМ88Б, мс 70,4±13,2
рШ50, % 29,9±6,3
СУ, % 8,9±3,6
ТР, мс2 5681,7±165,3
ЬБ/НБ 1,1±0,3
УЬБ, % 33,7±8,5
ЬБ, % 30,9±6,9
НБ, % 35,3±7,5
Анализ вариабельности ритма сердца позволил также установить типологические особенности в активной вегетативной регуляции сердечного ритма. Так, у обследованных футболистов выявлены три типа адаптации: высокая степень адаптации (у 47,0% футболистов), напряжение регуляторных механизмов (20,0% футболистов), неудовле-
творительная адаптация (33,
У футболистов с высокой степенью адаптации анализ ВРС показал стабильный благоприятный вегетативный баланс в покое при значительном преобладании парасимпатических (ОТ) влияний над симпатическими (LF, ^<0,05) на фоне включения надсег-ментарных механизмов регуляции (VLF-волны) ритма сердца (рис. 1).
Показатели временного анализа также указывали на преобладание парасимпатического звена регуляции, что трактуется как наиболее оптимальное сочетание централизации и автономности управления ритмом сердца [5].
90
80
70
60
50
40
30
20
10
о
- >
Ж
'<&> ш .* у
’•\ /
. У ‘Л/.*
»- ^ ‘V
•. ...
• а
фон орю фон орю фон орю
11 рупма 2 1 рупма 3 1 рупма
. 1.
с высокой степенью адаптации сердечно-сосудистой системы (1 группа), с напряжением адаптационных механизмов (2 группа) и с неудовлетворительной адаптацией
- (3 )
Проведение активной ортостатической пробы (АОП) в данной группе футболистов показало сохранение на достаточном уровне для поддержания оптимального уровня регулирования нейровегетативной регуляции мощности спектра. Спектральное волновое распределение укладывалось в картину LF>VLF>HF у футболистов. Это свидетельствует об адекватной активации симпатического отдела за счет прироста волн LF-диапазона, т.е. автономно-центрального варианта регуляции.
Среди студентов-футболистов с напряжением адаптивно-регуляторных механизмов выявлена сниженная в 1,6 раза общая мощность спектра (ТР) в сравнении с 1-й группой, что указывает на увеличение нагрузки на регуляторные механизмы (рис. 1). При этом усиление LF-волн указывает на активацию подкоркового центра, что говорит о напряжении адаптивно-регуляторных механизмов. Это подтверждается высоким вкладом VLF-волн. В условиях АОП наблюдается относительно малая активация симпатического звена регуляции в сравнении с покоем на фоне значительного прироста церебрального эрготропного влияния (VLF - 40,8±4,5% против 29,3±14,6%, ^<0,05), что является индикатором снижения функциональных резервов механизмов регуляции сердечной деятельности [1, 3].
Студенты-футболисты с неудовлетворительной адаптацией регуляторных систем характеризовались повышенной централизацией механизмов ритма сердца (рис. 1). Невысокая величина показателя рКК50 относительно 1-го и 2-го типа адаптации обусловлена значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс управления включаются высшие уровни управления, что ведет к почти полному подавлению активности автономного контура. Общая мощность спектра в 3,3 и 2,0 раза ниже, чем при 1-ом и 2-ом типах адаптации. Некоторые авторы это рассматривают как признак снижения защитно-восстановительной активности парасимпатического звена регуляции [4, 6, 7]. В подтверждение этой концепции свидетельствует тот факт,
что у студентов-футболистов с 3-м типом адаптации зарегистрирован повышенный тонус симпатической нервной системы (LF-волны - 35,8±8,7%), как универсальный стресс-реализующий механизм на фоне низкого регуляторно-адаптивного статуса. При этом из спектральных составляющих ВСР наибольшую долю составляли VLF-волны, указывающие на значительное усиление влияния надсегментарных механизмов на формирование ритма сердца и отражающих энергодефицитное состояние организма спортсменов.
АОП у футболистов с неудовлетворительной адаптацией выявила повышение симпатического звена регуляции при недостаточной реактивности парасимпатического отдела ВНС. Наблюдался значительный прирост LF-волн при резком снижении вклада ОТ-волн, тогда как вклад VLF-волн в общую мощность незначительно снижался. Это связано с некоторым истощением функциональных резервов адаптивнорегуляторных механизмов, в результате чего системы регуляции не могут обеспечить благоприятный вегетативный баланс даже в покое, а при необходимости срочного ответа на неспецифическую нагрузку усиливается включение центрального контура регуляции сердечной деятельности. При этом баланс симпато-вагусных влияний на сердечный ритм (LF/HF - 2,2±0,5) смещался в сторону резкого преобладания влияния симпатической нервной системы. На основании этого можно говорить о состоянии функционального перенапряжения или перетренировки студентов-футболистов с неудовлетворительным типом адаптации.
Из вышеизложенного вытекает необходимость разработать и поддерживать в каждой группе условия деятельности, адекватные регуляторно-адаптивным возможностям сердечно-сосудистой системы, способствующие сохранять оптимальное функциональное состояние организма спортсменов.
В целом исследования показали, что у большей части студентов, занимавшихся в спортивных секциях, показатели сердечно-сосудистой системы характеризуются большой экономичностью. Влияние регулярной мышечной деятельности формирует функциональную систему, обеспечивающую оптимальную адаптацию к физическим нагрузкам [6-9]. Вместе с тем существует определенный контингент с неудовлетворительной адаптацией сердечно-сосудистой системы. Для того чтобы эффективнее управлять адаптационным процессом, предупреждать неблагоприятно направленные функциональные сдвиги и сохранять здоровье студентов, необходимо более существенно приблизиться к решению проблемы индивидуальной адаптации в условиях массового спорта. Лишь только знание индивидуальных регуляторно-адаптивных возможностей организма в процессе занятий футболом оградит практику физического воспитания студентов от применения как недостаточных, так и чрезмерных спортивных физических нагрузок, выходящих за пределы регуляторно-адаптивных возможностей организма и опасных для здоровья студентов.
Выводы
1. Установлено усиление вклада ОТ-волн в общий спектр вариабельности сердечного ритма в покое у студентов, занимающихся футболом, что свидетельствует об улучшении регуляторно-адаптивных возможностей, ослаблении корково-подкорковых влияний на работу сердца и активации процессов саморегуляции, энергосберегающем поведении организма.
2. Выявлено три типа адаптации по количественно-качественным показателям вариабельности сердечного ритма и степени напряжения регуляторных механизмов в состоянии покоя: высокая степень адаптации отмечена у 47,0% футболистов, напряжение регуляторных механизмов характерно для 20,0% футболистов, неудовлетворитель-
ная адаптация - у 33,0% футболистов.
3. Показаны различия в регуляторно-адаптивном статусе между представителями разных типов адаптации сердечно-сосудистой системы. У футболистов с высокой степенью адаптации в спектре ВСР превалируют высокочастотные ОТ-волны над низкочастотными LF-волнами, высокие значения ББКК и КМБЗБ. В группе с напряжением адаптивных механизмов в общей мощности спектра снижается мощность высокочастотных ОТ-волн на фоне повышения очень медленных VLF-волн, что указывает на повышение симпатического звена регуляции, снижение функциональных резервов регуляции ритма сердца. В группе с неудовлетворительной адаптацией значительно доминирует симпатическое звено регуляции (LF) над парасимпатическим (ОТ), значения ББКК и КМ88Б снижены в 2 раза в сравнении с высоким типом адаптации, особенно среди не занимающихся спортом студентов, что указывает на высокое напряжение механизмов регуляции сердечной деятельности.
4. В условиях активной ортостатической пробы у футболистов при высокой степени адаптации отмечен автономно-центральный вариант регуляции, сопровождающийся сопряженным ростом LF- и VLF-волн. При напряжении регуляторных механизмов в условиях АОП наблюдается у студентов-футболистов центральный вариант регуляции на фоне включения надсегментарных механизмов адаптации и ухудшение регуляторно-адаптивного статуса. С неудовлетворительной адаптацией при активной ортостатической пробе у студентов-футболистов регистрируется лишь только центральный вариант регуляции сердечного ритма, свидетельствующий об ортостатической неустойчивости и высоком напряжении регуляторно-адаптивных механизмов.
Примечания:
1. Шаханова А.В., Беленко И.С., Кузьмин А.А. Психофизиологический профиль и вегетативный статус у юных футболистов и баскетболи-
10-15 ,
ДЮСШОР // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественно-
математические и технические науки. 2008. Вып. 9. С. 75-88. И^: http://vestnik.adygnet.ru
2.
исследовании ортостатической пробы у спортсменов с разными типами вегетативной регуляции в тренировочном процессе / Н.И. Шлык [и др.] // науч. труды III съезда физиологов СНГ, г. Ялта, 1-6 октября 2011. С. 301-302.
3. Связь физической работоспособности с соматическим и половым развитием, направленностью тренировочного процесса у юных футбо-
10-17 / . . -
ханова, А.А. Кузьмин, М.Н. Силантьев, ТА.
// . 2009. 2.
. 121-122.
4. Шаханова А.В., Коблев Я.К., Гречишкина С.С. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы спортсменов разных видов спорта по
// -
ник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественно-математические и технические науки. 2010. Вып. 1 (53). С. 102-107.
5. Гречишкина С.С., Шаханова А.В., Даутов
Ю.Ю. Взаимосвязь показателей вариабельности ритма сердца и внешнего дыхания у спортсменов с разной направленностью тренировоч-
// -
References:
1. Shakhanova A.V., Belenko I. S., Kuzmin A. A. A psycho-physiological structure and the vegetative status at young 10-15 year-old football and basketball players training in the mode of children and youth sport school of olympic reserve // The Bulletin of the Adyghe State University. Series Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2008. Iss. 9. P. 75-88. URL: http://vestnik.adygnet.ru
2. The analysis of heart rate variability when analyzing the orthostatic test of athletes with different types of vegetative regulation in a training process / N.I. Shlyk [etc.] // Proceedings of the III congress of physiologists of the CIS, Yalta, October 1-6,
2011. P. 301-302.
3. Connection of physical working capacity with somatic and sexual development, orientation of a training process of young football players and basketball players of 10-17 years / A.V. Shakhanova, A.A. Kuzmin, M.N. Silantyev, T.A. Skhakumidov // New researches. 2009. No. 2. P. 121-122.
4. Shakhanova A.V., Koblev Ya.K., Grechishkina S.S. Specific features of cardiovascular system adaptation in the sportsmen of different kinds of sport as shown by data of heart rate variability // The Bulletin of the Adyghe State University. Series Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2010. Iss. 1 (53). P. 102-107.
URL: http://vestnik.adygnet.ru
5. Grechishkina S.S., Shakhanova A.V., Dautov Yu.Yu. The relationship of indicators of heart rate variability and external respiration of athletes with different orientation of the training process // The Bulletin of the Adyghe State University. Series
ственного университета. Сер. Естественноматематические и технические науки. 2012. Вып. 1 (98). С. 91-98.
И^: http://vestnik.adygnet.ru
6. Кузьмин А.А. Особенности вариабельности сердечного ритма юных футболистов и баскет-
10-15
от соматотипа. // Валеология. 2008. № 4. С. 2631.
7. Гречишкина С.С., Петрова ТТ., Намитокова АА. Особенности функционального состояния кардиореспираторной системы и нейрофизиологического статуса у спортсменов// -
венного педагогического университета. 2011. Вып. 5 (107). С. 49-53.
8. Гречишкина С.С., Петрова ТТ., Схакумидов ТТ. Адаптационные возможности сердечно//
Медицинский академический журнал. 2010. Т. 10. № 5. С. 11 (0,06 п/л, личный вклад 40,0%).
9. Шаханова А.В., Петрова ТТ., Гречишкина С.С.
-
нейрофизиологического статуса студентов, за//
Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественно-математические и технические науки. 2011. Вып. 3 (86). С. 55-65. И^: http://vestnik.adygnet.ru
Natural-Mathematical and Technical Sciences.
2012. Iss. 1 (98). P. 91-98.
URL: http://vestnik.adygnet.ru
6. Kuzmin A.A. Features of variability of a heart rhythm of young football players and basketball players of 10-15 years depending on their somatic type // Valeology. 2008. No. 4. P. 26-31.
7. Grechishkina S.S., Petrova T.G., Namitokova A.A. Features of the functional state of cardiorespiratory system and the neurophysiological status of athletes // The Bulletin of Tomsk State Teachers’ Training University. 2011. Iss. 5 (107). P. 49-53.
8. Grechishkina S.S., Petrova T.G., Skhakumidov T.G. Adaptation opportunities of cardiovascular and nervous systems of judoists // Medical academic journal. 2010. V. 10. No. 5. P. 11 (0,06 p/l, personal contribution of 40,0%).
9. Shakhanova A.V., Petrova T.G., Grechishkina S.S. Condition of cardiovascular system and neuro-physiological status of students attending the football class // The Bulletin of the Adyghe State University. Series Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2011. Iss. 3 (86). P. 55-65. URL: http://vestnik.adygnet.ru
