CC BY
25
УДК 378.016:796
Использование метода анализа вариабельности сердечного ритма в физической подготовке курсантов вуза МВД РФ
© Галимов Геннадий Яковлевич
доктор педагогических наук, профессор, кафедра теории физической культуры, Бурятский государственный университет Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а E-mail: galimov [email protected]
© Сивохов Витольд Леонардович
спортивный врач Центра спортивной подготовки команд Иркутской области, гл. врач Центра медико-биологических исследований, Иркутский государственный технический унивеситет
Россия, 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 12 E-mail: [email protected]
© Сивохова Елизавета Леонидовна
спортивный врач Центра спортивной подготовки команд Иркутской области Россия, 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 12 E-mail: [email protected]
© Галимова Алена Геннадьевна
старший преподаватель Восточно-Сибирского института МВД РФ Россия, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 110
Для измерения степени напряжения регуляторных механизмов в цифровых значениях рассчитывается ряд интегральных показателей, дающих существенную информацию о функциональном состоянии организма в целом. В спортивно-медицинской практике наибольшее распространение получили вегетативный показатель ритма, «индекс напряжения» регуляторных систем организма или ИН — Р. М. Баевского. Выявлены значения кардиоритмограммы: мода (Мо), амплитуда моды (АМо), R-R-разброс, ВПР.
Ключевые слова: физическая нагрузка, вариабельность сердечного ритма, курсанты вузов МВД РФ.
Use of the method of analysis of heart rate variability
in physical training of cadets of the University of the Interior Ministry
Gennadiy Ya. Galimov
EdD, Professor, Department of Theory of Physical Culture, Buryat State University 24a Smolina St., Ulan-Ude, 670000 Russia
Vitold L. Sivokhov
Sports Physician, Center for Sports Training of the Teams of the Irkutsk region, Head Physician of the Center of medical and biological researches, Irkutsk State Technical Univertsity
12 Karl Marx St., Irkutsk, 664003 Russia Elizaveta L. Sivokhova
Sports Physician, Center for Sports Training of the Teams of the Irkutsk region, 12 Karl Marx St., Irkutsk, 664003 Russia
Alena G. Galimova
Senior Lecturer, East Siberian Institute of the Ministry of the Interior of the Russian Federation
110 Lermontova St., Irkutsk, Russia 664074
To measure the degree of tension of regulatory mechanisms in digital values a number of integrated indicators is calculated that give significant information on the functional state of the organism as a whole. In the sports and medical practice, the most widespread is a vegetative indicator rhythm,"strain index" of regulatory systems of the organism or SI — R. M. Bayevsky. The cardiorhythmography values are identified: the mode (Mo), the amplitude of the mode (AMO), R-R variability of the VPR.
Keywords: physical activity, heart rate variability, cadets (students) of universities of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation.
Математический анализ ритма сердца, или анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), активно стал применяться в нашей стране в 60-х гг. прошлого столетия в космической медицине и клинической практике.
Несмотря на то, что методы анализа ВСР используются в самых различных областях прикладной физиологии и клинической медицины более 40 лет, сфера их применения продолжает расширяться с каждым годом, что обусловлено в первую очередь развитием компьютерных технологий. Метод анализа ВСР стал доступным, достаточно простым и относительно дешевым. Отмечается повышенный интерес к совершенствованию и использованию методов анализа ВСР. Большое количество исследований по анализу ВСР проводится как в нашей стране, так и за рубежом, о чем свидетельствуют регулярные традиционные и виртуальные конгрессы, симпозиумы, конференции и многочисленные публикации. В настоящее время это один из самых популярных неинвазивных методов исследования состояния вегетативной нервной системы. Согласно взглядам космической медицины, вариабельность сердечного ритма отражает работу механизмов регуляции целостного организма, а не только сердца и сосудов.
Контроль функционального состояния организма в спорте — одна из областей применения метода ВСР. В 1970-1980-х гг. отмечалось активное исследование ВСР у спортсменов.
В. И. Кудрявцевой (1974) было показано, что медленные колебания сердечного ритма предшествуют утомлению, т. е. по ритму сердца можно предсказать снижение работоспособности. Ю. В. Белецкий (1976) первым обосновал применение анализа сердечного ритма для оценки тренированности и восстановления после физических нагрузок. В. И. Воробьевым (1978) показано, что в состоянии перетренированности и спектре преобладают медленные волны ритма сердца (Батоцыренова Т. Е., 2009).
Выделяют три аспекта применения метода ВСР в спортивной медицине: 1) оценка и прогнозирование уровня физической тренированности; 2) раннее выявление состояния перетренированности; 3) срочный контроль процесса физической тренировки с целью его оптимизации [1].
Известно, что исследования ВСР в сочетании с различными нагрузочными пробами позволяют получить дополнительную информацию для оценки текущего состояния организма, его адаптационных возможностей, функциональных резервов механизмов вегетативной регуляции, вегетативной реактивности.
Анализ изучения механизмов регуляции сердечного ритма имеет большое значение при обследовании спортсменов, особенно единоборцев, которые характеризуются повышенной лабильностью вегетативной нервной системы и преобладанием симпатическим нервной системы над адреналовой. В процессе регулярной тренировки у спортсменов постепенно усиливаются холинергические влияния на сердце, однако нередко у них обнаруживаются клинические проявления недостаточного синергизма симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. В связи с этим весьма заманчиво путем математического анализа сердечного ритма контролировать динамику функционального состояния сердца и механизмов его регуляции при влиянии систематических физических нагрузок и своевременно диагностировать вегетативный дисбаланс. Этот принципиально новый методологический подход позволяет получить ценную информацию о состоянии нейрогуморальных механизмов регуляции сердечной деятельности и организма в целом [4].
К сожалению, в практике врачебного контроля за курсантами вузов МВД РФ простые, но довольно информативные математические методы исследования сердечного ритма еще не нашли должного применения. Между тем их высокие диагностические возможности четко показаны клинической практикой, космической, профессиональной и спортивной медициной. В настоящее время с развитием компьютерных технологий и программного обеспечения спортивной тренировки отмечается интерес к исследованию вариабельности сердечного ритма (ВСР). В то же время число исследований по
Г. Я. Галимов, В. Л. Сивохов, Е. Л. Сивохова, А. Г. Галимова. Использование метода анализа вариабельности сердечного ритма в физической подготовке курсантов вуза МВД РФ_
изучению ВСР курсантов вузов МВД РФ, несмотря на разработанность данного направления незначительно.
Достижение того или иного уровня функционирования определенных систем обеспечивается благодаря деятельности механизмов регуляции и управления. Мобилизация резервов в связи с этим происходит за счет изменения активности регуляторных механизмов, что связывается с усилением тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы [1]. Для этого нами был проведен эксперимент по определению показателей для анализа сердечного ритма.
Для записи ЭКГ и анализа ВСР использован серийно выпускаемый аппаратно-программный комплекс «Варикард». Параметры ВСР оценивались при помощи специализированного программного обеспечения «Иским 6», разработанного в Институте внедрения новых медицинских технологий «Рамена» совместно с ГНЦ РФ — Институтом медико-биологических проблем. Вычислялось и анализировалось до 40 различных показателей, соответствующих требованиям международных стандартов 1996 г. и методическим рекомендациям российских экспертов. ЭКГ регистрировалась в положении сидя, в одном из стандартных отведений. Программа «Иским 6» помогает испытуемому поддерживать на заданном уровне частоту дыхания, соотношение длительности вдох — выдох с помощью индикатора на экране монитора.
Изучение вегетативной регуляции сердечного ритма позволило установить в начале эксперимента, что как в ЭГ, так и в КГ наблюдалось повышенное влияние симпатоандреналиновых влияний на синусовой ритм сердца, что являлось продолжением адаптации курсантов к новым условиям деятельности (обучение в вузе МВД РФ). Следует отметить, что на протяжении учебного года курсанты ЭГ в физической подготовке использовали упражнения Сго88Рй, курсанты КГ — традиционные упражнения (общеразвивающие и специальные). В конце учебного года были получены данные, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1
Показатели вариабельности сердечного ритма
№ п/п Показатели Экспериментальная группа (п=12) Контрольная группа (п=12)
1. Среднее значение длительности кардиоцикла (мс) 827,6±12,41 834,5±11,74
994,6±13,14* 844,4±12,47
2. Мода (Мо, мс) 814,9±6,5 815,3±13,2
991,3±0,6* 891,27±20,95
3. Амплитуда моды (АМо, %) 47,8±1,82 45,4±2,6
24,6±0,81* 44,3±1,8
4. Вариационный размах (А№, мс) 325,38±6,5 372,5±18,3
448,91±5,5 265,8±20,3
5. Среднеквадратическое отклонение 72,7±3,6 86,09±5,7
106,7±2,8* 77,4±5,9
6. Индекс напряжения (ИН) 129,8±2,2 119,5±8,3
51,5±1,1* 117,8±7,9
7. Напряжение сердечного ритма (НСР) 8,17±0,2 6,44±1,1
2,0±0,3* 6,3±0,9
8. Вегетативный показатель ритма (ВПР %) 77,3±0,6 78,4±1,2
46,5±0,4* 89,4±3,7
Примечание: в числителе данные начала эксперимента (сентябрь); в знаменателе — данные, полученные при обследовании курсантов в конце педагогического исследования (июнь);
* — обозначенные показатели, изменившиеся на достоверную величину (Р<0,05).
Анализ сердечного ритма курсантов ЭГ, выполненный после проведения эксперимента, дал возможность определить следующие изменения: индекс напряжения (ИН) понизился с 129,8 до 51,5 усл. ед. (р<0,05); показатель, часто встречающийся в эксперименте, мода (Мо), возрос с 814,9 до 991,3±0,6 мс; вариационный размах (АИЯ) увеличился с 325,4 до 448,9 мс (р<0,05); амплитуда моды (АМо) уменьшилась с 47,8 до 24, 6 % (р<0,05). Понижение вегетативного показателя ритма (ВПР) с 77,3 до 46,5 % указывает на смещение вегетативного баланса в сторону парасимпатического блока. А меньшее значение интегрального показателя напряженности сердечного ритма (НСР) указывает па снижение напряжения кардиосистемы при влиянии на нее экстремальных факторов социальной и природной среды. Подобная динамика вариабельности сердечного ритма показывает на уменьшение
централизации управления сердечным ритмом как по нервным, так и гуморальным каналам регуляции и на усиление влияния автономного контура, т. е. уменьшение напряженности регуляторных механизмов управления.
В КГ наблюдается уменьшение значения напряжения сердечного ритма (НСР) с 6,4 до 6,3 и индекса напряжения (ИН) с 119,5 до 117,8 усл. ед., но величина этих изменений не имеет достоверных различий.
Значение вегетативного показателя ритма (ВПР) увеличилось с 78,4 до 89,4 %, что характерно для сохранения симпатических влияний. При анализе других статистических характеристик выявлены их дискоординационные изменения, свидетельствующие о рассогласованности действий в парасимпатическом звене вегетативной нервной системы. Это выражается в однонаправленном изменении амплитуды моды (АМо) и вариационного размаха (ВР). Подобное рассогласование происходит и в деятельности нервного и гуморального каналов регуляции, на что указывают разнонаправленные изменения моды (Мо) и вариационного размаха (ВР). Уменьшились АМо с 45,4 до 44,3 % и ВР с 372,5 до 265,8 мс. В другом случае произошло увеличение Мо с 815,3 до 891,27 мс, наблюдается уменьшение ВР с 372,5 до 265,8 мс. Эти полученные данные позволяют объективно оценить вегетативный гомеостаз, активность автономного и центрального контуров управления ритмом сердца. Чем меньше величина ВПР и ИН, тем больше активность парасимпатического отдела и меньшая степень централизации управления сердечным ритмом.
При улучшении функционального состояния сердечно-сосудистой системы вследствие использования в учебном процессе упражнений CrossFit в ЭГ происходят закономерные изменения показателей вариационной пульсометрии, отражающие рост преобладания парасимпатических влияний на сердце: увеличивается Мо и ARR; уменьшается АМо и ИН. Подобные факты позволяют при динамических наблюдениях за сердечным ритмом осуществлять эффективный контроль и делать выводы о направленности влияния учебного процесса на организм спортсменов.
У курсантов ЭГ вариационные пульсограммы имеют характер нормотических реакций с величинами регистрируемых параметров в зоне оптимальных значений: колебания моды в предлелах 0,821,10 с, ARR — от 0,32 до 0,4.
По нашим данным, наблюдаемые у курсантов ЭГ по сравнению с КГ в состоянии покоя увеличение Мо и уменьшение АМо и ИН свидетельствует о преобладании у них автономного контура управления парасимпатического отдела вегетативной нервной системы на фоне некоторого снижения активности.
Таким образом, вариационная пульсометрия является доступным и информативным методом математического анализа сердечного ритма, позволяющим объективно оценить вегетативный гомео-стаз, взаимодействие симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, автономного и центрального контуров управления [1], а также на основе степени выраженности синусовой брадикардии и синусовой аритмии дать количественную оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Литература
1. Баевский P. M. Ритм сердца у спортсмена. — М.: Физкультура и спорт, 1986. — 143 с.
2. Верхошанский Ю. B. Основы специальной физической подготовки спортсменов. — М.: Физкультура и спорт, 1988. — 332 с.
3. Верхошанский Ю. B. Теории и методологии спортивной подготовки: блоковая система тренировки спортсменов высокого класса // Теория и практика физической культуры. — 2005. — № 4. — С. 2-14.
4. Сивохов В. Л., Сивохова Е. Л. Многофункциональная диагностика срочной и долговременной адаптации спортсменок к физической нагрузке. — Иркутск: Изд-во ШВСМ, 2006. — 22 с.
References
1. Baevskii P. M. Ritm serdtsa u sportsmena [Heart rate of an athlete]. Moscow: Fizkul'tura i sport, 1986. 143 p.
2. Verkhoshanskii Yu. B. Osnovy spetsial'noi fizicheskoi podgotovki sportsmenov [Basics of special physical physical training of athletes]. Moscow: Fizkul'tura i sport, 1988. 332 p.
3. Verkhoshanskii Yu. B. Teorii i metodologii sportivnoi podgotovki: blokovaya sistema trenirovki sportsmenov vysokogo klassa [Theory and methodology of athletic instruction: bloc system of high-class athletes' training]. Teoriya i praktika fizicheskoi kul'tury — Theory and Practice of Physical Culture. 2005. No. 4. Pp. 2-14.
4. Sivokhov V. L., Sivokhova E. L. Mnogofunktsional'naya diagnostika srochnoi i dolgovremennoi adaptatsii sportsmenok k fizicheskoi nagruzke [Multifunctional diagnostics of routine and long-term adaptation of female athletes to physical activity]. Irkutsk: High Sports School publ., 2006. 22 p.
