CC BY
10ТРЕНЕР
УДК: 796.01:612
ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ В ТРЕНИРОВОЧНОМ ПРОЦЕССЕ ЮНЫХ ГИМНАСТОК Аспирантка Л.Н. Ботова
Кандидат биологических наук, доцент Т.Г. Кириллова
Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма, Казань
INDIVIDUALLY-TYPOLOGICAL CHARACTERISTICS OF VEGETATIVE REGULATION OF HEART RATE AND CENTRAL HEMODYNAMICS IN TRAINING PROCESS OF YOUNG FEMALE GYMNASTS L.N. Botova, postgraduate T.G. Kirillova, associate professor, Ph.D.
Volga state academy of physical culture, sport and tourism, Kazan
Key words: typological characteristics of vegetative regulation, heart rate variability, central hemodynamics, young female gymnasts.
An increase of loadings is being marked in the modern youth sport. Junior loadings are frequently higher than those for senior athletes. Therefore tight control of health and fitness shape of young athletes is to be introduced in children's sport schools along with monitoring of their tolerance of not only training, but also competitive loadings. The purpose of the present study was to determine the individually-typological characteristics of vegetative regulation of heart rate and indicators of central hemodynamics in female gymnasts at the age of 8-11 years old, define the correlation of the characteristics of heart rate variability and central hemo-dynamics in female gymnasts with different types of vegetative regulation and the specifics of response of heart rate variability and characteristics of central hemodynamics in respect to the type vegetative regulation to training loading.
The present studies resulted in the definition of the typological characteristics of vegetative regulation of heart rate and indicators of central hemodynamics in 8-11-year-old female gymnasts, revelation of the interdependence of the characteristics of heart rate variability and central hemodynamics for female gymnasts with different types of vegetative regulation and determination of specific features of body response which will help sports experts in the future to control health of young athletes, optimize training loading in accordance with the type of vegetative regulation of heart rate and control athletes' tolerance of not only training, but also competitive loadings.
Ключевые слова: типологические особенности вегетативной регуляции, вариабельность сердечного ритма, центральная гемодинамика, юные гимнастки.
Введение. В современном спорте отмечается увеличение нагрузок в юношеском возрасте. Зачастую нагрузки юниоров выше, чем таковые взрослых спортсменов. В связи с этим в ДЮСШ в первую очередь необходимо вводить жесткий контроль за уровнем здоровья и функциональным состоянием юных спортсменов и проводить мониторинг переносимости ими не только тренировочных, но и соревновательных нагрузок.
Учитывая эти особенности, можно осуществлять раннюю диагностику утомления и следить за адаптационными процессами организма юного спортсмена для предотвращения состояний переутомления и перетренированности [1-6].
В работах западных авторов часто анализируется влияние пола, возраста спортсменов, а также тренировок различной направленности на величину показателей вегетативной регуляции сердечного ритма (ВСР) [7-10]. Однако в проанализированных нами работах западных и большинства отечественных авторов описания индивидуально-типологических особенностей ВСР у спортсменов не было найдено.
Целью исследования было определение индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции ритма сердца и показателей центральной гемодинамики (ЦГД) у гимнасток в возрасте 8-11 лет, выявление взаимосвязи между показателями ВСР и ЦГД у гимнасток с разными типами вегетативной регуляции, а также особенностей ответной реакции ВСР и показателей ЦГД в зависимости от типа вегетативной регуляции на тренировочную нагрузку.
Методы исследования. Нами зарегистрировано и проанализировано 264 записи временных и спектральных показателей ВСР, а также показа-
телей ЦГД у гимнасток 8-11 лет в течение недельного тренировочного цикла (подготовительный микроцикл) до и после тренировочных занятий. В качестве устройства для ввода информации использовали диагностическое устройство «Ва-рикард 2.51» (г. Рязань, 2008), для анализа полученной информации - программа «Иским-6». Сердечный ритм регистрировали в положении лежа на спине, во II стандартном отведении в течение 5 мин. Для определения типов вегетативной регуляции использовали классификацию, предложенную профессором Н. И. Шлык (1992). Все гимнастки, по данным медицинского осмотра, пройденного во врачебно-физкультурном диспансере, были допущены к занятиям спортом.
Состояние сердечно-сосудистой системы изучали с помощью диагностического оборудования «Валента» (г. Санкт-Петербург, 2007), используя реографический метод. Показатели центральной гемодинамики регистрировали методом интегральной реографии (ИРГТ) по методике М. И. Ти-щенко (1968). Систолическое и диастолическое давление крови (АДс и АДд) измеряли с помощью механического тонометра.
Результаты исследования и их обсуждение. В результате исследования нами был установлен большой межиндивидуальный разброс показателей ВСР у гимнасток 8-11 лет. Используя индивидуальный подход к оценке типа вегетативной регуляции сердечного ритма, мы основывались на представлении о двухконтурной модели управления ритмом сердца и на классификации, предложенной профессором Н. И. Шлык (1992). Вследствие этого нами были выявлены гимнастки с разным состоянием регуляторных систем: с умеренным преобладанием центрального контура регуляции - I тип (п=22), с выраженным преобладанием центрального контура регуляции - II тип (п=47), с умеренным преобладанием автономного контура регуляции - III тип (п=51) и выраженным
преобладанием автономного контура регуляции -IV тип (n=12). При сравнении показателей ВСР у юных гимнасток с преобладанием автономной и центральной регуляции ритма сердца выявлены определенные различия. В табл. 1 представлены результаты анализа ВСР у юных гимнасток 8-11 лет в зависимости от преобладающего типа вегетативной регуляции.
Полученные данные ВСР показали, что у гимнасток с I, II и IV типами вегетативной регуляции наблюдаются достоверные отличия относительно показателей ВСР гимнасток с III типом вегетативной регуляции (р < 0,01). При усреднении же показателей ВСР у гимнасток мы получили значения, приближающиеся к значениям показателей ВСР, характерным для гимнасток с III типом вегетативной регуляции. Таким образом, усреднение показателей ВСР без учета типа вегетативной регуляции недопустимо, так как искажает истинное состояние регуляторных систем и, в свою очередь, дискредитирует данный метод.
Данные ЦГД мы также разделили в зависимости от типов вегетативной регуляции на 4 группы (табл. 2). Было установлено, что гимнастки с разными типами вегетативной регуляции отличаются (относительно гимнасток с III типом вегетативной регуляции) и по показателям ЦГД, т. е. поддержание МОК у гимнасток с разным типом регуляции осуществляется с включением разных механизмов.
Согласно данным табл. 2 самые низкие значения показателей УОК и УИ и самые высокие значения показателей ЧСС и МОК наблюдаются у гимнасток с преобладанием центрального контура регуляции (I и II типы). У данных гимнасток высокие значения показателя МОК поддерживаются за счет высоких значений показателя ЧСС, т. е. наблюдаются сниженные функциональные возможности организма, так как поддержание уровня МОК за счет ЧСС является неэкономичным. Самые
Автономный контур регуляции
Тип вегетативной регуляции (ТВР) ЧСС, уд/мин MxDMn, мс RMSSD, мс SI, усл. ед HF, % LF, %
I тип, n=22 (16,67%) 91,73±1,27* 226,45±7,54* 41,64±2,47* 182,09±13,80* 40,07±2,46* 27,23±1,21
II тип, n=47 (35,6%) 93,45±1,69* 188,94±6,75* 36,36±2,10* 304,06±32,72* 47,88±2,47* 26,21±1,92
III тип, n=51 (38,64%) 80,65±0,85 369,29±8,61 80,76±2,96 56,98±2,73 53,22±2,14 25,29±1,45
IV тип, n=12 (9,09%) 69,00±1,39* 534,00±14,88* 138,42±6,78* 19,08±1,25* 52,77±3,06 23,03±2,03
Центральный контур регуляции, мс2
ТВР TP HF LF VLF ULF (
I тип, n=22 (16,67%) 2160,16±159,65* 902,65±93,44* 592,42±56,23* 329,75±10,23* 335,34±47,18
II тип, n=47 (35,6%) 1328,69±94,13* 677,52±61,97* 335,86±26,93* 147,96±7,91* 165,22±17,54*
III тип, n=51 (38,64%) 5171,63±275,14 2878,00±231,70 1238,32±87,66 551,55±36,95 503,77±58,86
IV тип, n=12 (9,09%) 12357,01±899,99* 6508,89±550,69* 2824,46±306,57* 1258,19±243,53* 1765,47±419,96*
* - достоверность отличий относительно III типа, равная р < 0,01
Таблица 1. Показатели вариабельности ритма сердца у гимнасток 8-11 лет с разными типами вегетативной регуляции в покое, M±m
Таблица 2. Показатели центральной гемодинамики у юных гимнасток 8-11 лет с разными типами вегетативной регуляции в покое, M±m
ТВР ЧСС, уд/мин УОК, мл МОК, л КР, % УИ, мл/с СИ, мл/с УПС, мм рт. ст./мл/с
I тип, n=22 (16,67%) 88,59±1,74** 60,18±2,52* 5,27±0,16 252,50±8,60 62,17±2,25 5,48±0,18 12,41±0,64
II тип, n=47 (35,6%) 91,19±1,61** 62,11±1,65* 5,58±0,12 259,57±5,36 65,27±1,32* 5,88±0,11 10,96±0,30
III тип, n=51 (38,64%) 77,78±1,31 69,72±2,50 5,34±0,16 256,16±8,03 72,59±2,43 5,59±0,18 11,82±0,43
IV тип, n=12 (9,09%) 66,17±1,46** 73,62±2,83 4,85±0,18 205,17±8,24* 70,98±3,51 4,69±0,25* 13,75±0,66*
* - достоверность отличий относительно 3 ГВ, равная р < 0,05, ** - достоверность отличий относительно 3 ГВ, равная р < 0,01.
низкие значения показателей ЧСС, МОК и самые высокие значения показателей УОК и УПС наблюдаются у гимнасток с IV типом вегетативной регуляции. Оптимальные параметры ЦГД наблюдаются у гимнасток с умеренной активностью автономной регуляции (III тип), функциональные возможности организма таких спортсменов высокие, и они могут показать высокие спортивные результаты. При усреднении значений показателей ЦГД мы установили, что средние значения данных показателей не отличаются от показателей ЦГД у гимнасток с III типом вегетативной регуляции, за исключением показателя ЧСС.
Анализ ответной реакции организма на тренировочную нагрузку - еще один критерий оценки функциональной готовности спортсменов к высоким физическим нагрузкам, в том числе к соревнованиям (табл. 3 и 4). Гимнастки c I типом вегетативной регуляции сердечного ритма в большинстве случаев реагировали на тренировочную нагрузку увеличением показателя SI (р<0,05). После тренировочных занятий тенденция к увеличению значе-
ния показателя УОК без увеличения ЧСС у этих гимнасток связана с увеличением напряжения механизмов ЦГД и регуляторных систем.
Гимнастки со II типом вегетативной регуляции отличаются низкой реактивностью систем регуляции на тренировочный стресс и рассогласованием автономного и центрального контуров регуляции. Следовательно, можно прогнозировать низкие спортивные результаты у данных гимнасток. Увеличение показателя МОК после тренировки в большей степени осуществляется за счет увеличения показателя ЧСС. Показатели УПС и ОПСС в данном случае достоверно не изменяются. Такая ответная реакция характеризует дизрегуляторные проявления вследствие сниженных функциональных способностей организма.
Гимнастки с III типом вегетативной регуляции сердечного ритма отличаются адекватной реакцией сердечно-сосудистой системы на тренировочную нагрузку. После тренировочных занятий происходит достоверное увеличение ЧСС, SI (р<0,01). Увеличение показателя МОК происходит за счет
Тип вегетативной регуляции ЧСС, уд/мин MxDMn, мс RMSSD, мс SDNN, мс SI, усл. ед.
До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки
I тип, n=22 (16,67%) 91,7 ± 1,3 94,4 ± 2,2 226,4 ± 7,5 212,3 ± 22,2 41,6 ± 2,5 39,9±5,8 46,6±1,7 41,8±4,2 182,1±13,8 392,4 ± 75,2*
II тип, n=47 (35,6%) 93,4 ± 1,7 94,7 ± 1,5 188,9 ± 6,7 195,5 ± 10,8 36,4 ± 2,1 46,6±3,8* 37,5±1,5 44±3,1 304,1±32,7 320,2 ± 33
III тип, n=51 (38,64%) 80,6 ± 0,8 83,2 ± 1,3 369,3 ± 8,6 358,2 ± 16,8 80,8 ± 3 80,4±5,1 78,6±2,2 77,6±4,2 57±2,7 106,8± 18,4**
IV тип, n=12 (9,09%) 69,0 ± 1,4** 79, 7 ± 2,9 534,0 ± 14,9 434,4 ± 43,9** 138,4 ± 6, 8 107,1±17,6 124,8±4,6 92,1±12,1* 19,1±1,2 78,1 ± 21,2**
Центральный контур регуляции, мс2
Тип вегетативной регуляции TP HF LF VLF ULF
До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки
I тип, n=22 (16,67%) 2160,2 ± 159,6 1989,1 ± 370,7 902,65 ± 93,44 994,66 ± 243,54 592,4 ± 56,2 572,3 ± 104,4 329,7 ± 10,2 279,7 ±41,3 335,3 ± 47,2 142,5 ± 25,6**
II тип, n=47 (35,6%) 1328,7 ± 94,1 1703,5 ± 192,6 677,52 ± 61,97 898,43 ± 125,59 335,7 ± 26,9 454,4 ± 57,0 147,7 ± 7,9 197,1±20,4* 165,2 ± 17,5 227,3 ± 29,9
III тип, n=51 (38,64%) 5171,6 ± 275,1 5016,3 ± 439,5 2878,00 ± 231,70 2714,54 ± 277,55 1238,3 ± 87,7 1365,9 ± 124,3 551,5 ± 36,9 548,5 ± 70,6 503,8 ± 58,9 365,8 ± 42,6
IV тип, n=12 (9,09%) 12357± 900 8323,7 ± 1757 6508,89 ± 550,69 4327,87 ± 987,55 2824,4 ± 306,6 2433 ± 531,3 1377,5 ± 239,7 943,7 ± 187,4 1765,5 ± 420 620,0 ± 165,6*
* - достоверность отличий, равная р < 0,05, ** - достоверность отличий равная р < 0,01
Таблица 3. Показатели вариабельности сердечного ритма у гимнасток 8-11 лет с разным типом вегетативной регуляции в покое и после тренировочной нагрузки, M±m
Таблица 4. Показатели центральной гемодинамики в покое и после тренировочной нагрузки у гимнасток 8-11 лет с разными типами вегетативной регуляции, M±m
Тип вегетативной регуляции ЧСС, уд/мин УОК, мл МОК, л Давление наполнения левого желудочка
До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки
I тип, n=22 (16,67%) 88,59±1,74 87,64±2,24 60,18±2,52 64,90±2,63 5,27±0,16 5,59±0,16 27,91±0,78 25,27±1,43
II тип, n=47 (35,6%) 91,19±1,61 93,45±1,22 62,11±1,65 65,31±1,91 5,58±0,12 6,04±0,15* 26,94±0,64 26,28±0,72
III тип, n=51 (38,64%) 77,78±1,31 81,00±1,23 69,72±2,50 74,48±2,60 5,34±0,16 5,95±0,17* 25,37±0,85 22,24±1,45
IV тип, n=12 (9,09%) 66,17±1,46 77,67±3,06** 73,62±2,83 74,49±4,86 4,85±0,18 5,79±0,44 28,83±1,03 24,67±1,93
Тип вегетативной регуляции САД, мм рт. ст. ДАД, мм рт. ст. УПС, мм рт. ст./мл/с ОПСС, дин*с/см5
До тренировки До тренировки После тренировки После тренировки До тренировки После тренировки До тренировки После тренировки
I тип, n=22 (16,67%) 94,23±1,90 100,45±1,84* 53,86±1,16 50,73±1,80 12,41±0,64 11,73±0,47 1080,33±37,96 1006,00±34,66
II тип, n=47 (35,6%) 91,62±1,09 97,15±1,51** 50,36±0,75 49,15±0,91 10,96±0,30 10,85±0,37 971,19±22,67 941,72±29,52
III тип, n=51 (38,64%) 93,24±1,46 98,25±1,33 52,84±1,05 52,94±1,17 11,82±0,43 11,06±0,29 1045,98±30,41 938,85±17,17*
IV тип, n=12 (9,09%) 93,92±2,56 99,25±2,31 51,42±0,96 51,67±1,27 13,75±0,66 12,08±0,96 1098,44±22,99 971,78±71,97
* - достоверность отличий, равная р < 0,05, ** - достоверность отличий, равная р < 0,01
увеличения показателей ЧСС и УОК вследствие увеличения симпатической активности. Также снижается показатель ОПСС (р<0,05) как результат адекватного ответа на увеличение производительности сердца для снижения нагрузки на миокард.
Для гимнасток с IV типом ВСР характерно увеличение показателя степени напряжения регу-ляторных систем (SI) (р<0,01), снижение MxDMn, SDNN и показателя ULF (р<0,05). Также существует тенденция к увеличению показателя МОК после тренировочных занятий в большей степени за счет увеличения показателя ЧСС. В данном случае отсутствие достоверных изменений в ответ на тренировочную нагрузку можно расценивать как ответ организма на чрезмерную или форсированную для данного возраста нагрузку.
В результате нашего исследования были определены типологические особенности вегетативной регуляции ритма сердца и показателей ЦГД у гимнасток 8-11 лет, выявлена взаимосвязь между показателями ВСР и ЦГД у гимнасток с разными типами вегетативной регуляции, а также определены особенности ответной реакции организма, что в дальнейшем поможет специалистам в области спорта осуществлять контроль за состоянием здоровья юных спортсменов, оптимизировать тренировочные нагрузки в зависимости от типа вегетативной регуляции сердечного ритма, а также контролировать переносимость спортсменами не только тренировочных, но и соревновательных нагрузок.
Литература
1. Баевский P.M. Исследование механизмов вегетативной регуляции кровообращения на основе ортостатического тестирования с использованием математического анализа ритма сердца / P.M.Баевский, В. Лаубе, А.П. Берсенева // Вестник Удмуртского университета. - Ижевск: изд-во «Удмуртский университет», 1995. - № 3. - С. 13-20.
2. Гаврилова Е.А. Спортивное сердце. Стрессорная кардиомио-патия: монография / Е.А. Гаврилова. - М.: Советский спорт, 2007. - 200 с.: ил.
3. Иванова Н.В. Влияние специфики двигательной деятельности на вариабельность сердечного ритма спортсменов: по данным амбулаторного мониторирования: автореф. дис. ... канд. биолог. наук / Н.В. Иванова. - Ярославль, 2003. - 21 с.
4. Кардиогемодинамика и физическая работоспособность у спортсменов: сб. статей / автор-сост. Р.А. Меркулова. - М.: Советский спорт, 2012. - 186 с.: ил.
5. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография / Н.И. Шлык. - Ижевск: изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 255 с.
6. Яблучанский Н.И. Вариабельность сердечного ритма. В помощь практикующему врачу. Для настоящих врачей / Н.И. Яблучанский, А.В. Мартыненко. - Харьков, 2010. - 131с.
References
1. Baevsky, R.M. The study of mechanisms of vegetative regulation of blood circulation based on the othostatic test using the mathematical analysis of heart rate / R.M. Baevsky, V. Laube, A.P. Berseneva // Vestnik Udmurtskogo universiteta. - Izhevsk: publ. h-se "Udmurt university", 1995. - № 3. - P. 13-20. (In Russian)
2. Gavrilova, E.A. Sports heart. Stress cardiomyopathy: monograph / E.A. Gavrilova. - Moscow: Sovetsky sport, 2007. - 200 P.: illustr. (In Russian)
3. Ivanova, N.V. The influence of specifics of motor activity on athletes' heart rate variability: in accordance with the data of the ambulatory monitoring: abstract of Ph.D. thesis / N.V. Ivanova. - Yaroslavl, 2003. - 21 P. (In Russian)
4. Cardiohemodynamics and physical working capacity of athletes: collected works / comp. by R.A. Merkulova. - Moscow: Sovetsky sport, 2012. - 186 P.: illustr. (In Russian)
5. Shlyk, N.I. Heart rate and regulation type in children, teenagers and athletes: monograph / N.I. Shlyk. - Izhevsk: publ. h-se "Udmurt university", 2009. - 255 P. (In Russian)
6. Yabluchansky, N.I. Heart rate variability. GP's guide. For professional doctors / N.I. Yabluchansky, A.V. Martynenko. - Kharkov, 2010. - 131 P. (In Russian)
7. Portier, H, Louisy, F, Laude, D, et al. Intense endurance training on heart rate and blood pressure variability in runners. Med Sci Sports Exerc 2001; 33 (7): 1120-5
8. Malpas, S.C. Neural influences on cardiovascular variability: possibilities and pitfalls. Am J Physiol Heart Circ Phys 2002; 282: H6-H20
9. Heart Rate Variability in Athletes / Andr'e E. Aubert, Bert Seps and Frank Beckers Laboratory of Experimental Cardiology, School of Medicine, K.U. Leuven, Leuven, Belgium / Sports Med 2003. - 33 (12), р. 889-919.
10. lellamo, F. Neural mechanisms of cardiovascular regulation during exercise. Auton Neurosci 2001; 20: 66-75
Информация для связи с автором:
Поступила в редакцию 15.04.2013 г.
