CC BY
56
ПЕДАГОГИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Электронный журнал Камской государственной академии физической культуры, спорта и туризма Рег. номер Эл № ФС77-42717 от 16 ноября 2010 г.
№1 (2011)
(Выпуск 18)
ш
УДК 796.01:612
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ СПОРТСМЕНОВ НА ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ РАЗЛИЧНОЙ
МОЩНОСТИ
И.Ш. Мутаева - кандидат биологических наук, доцент Ч.А. Мутаева - аспирант Камская государственная академия физической культуры, спорта и туризма
Набережные Челны
CHANGE OF ATHLETES' CENTRAL HEMODYNAMICS TO PHYSICAL
LOADS OF DIFFERENT POWER
I.Sh. Mutaeva - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Ch.A. Mutaeva - postgraduate student Kama State Academy of Physical Culture, Sport and Tourism
Naberezhnye Chelny
е-mail: mutaeva-ma@,yandex. ru
Ключевые слова: адаптация, юные спортсмены, показатели центральной гемодинамики, физическая нагрузка различной мощности
Аннотация. В статье рассматривается проблема адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам различной мощности. Воздействие нагрузки различной мощности на организм занимающихся оценивается по изменению показателей центральной гемодинамики. ЧСС является важным механизмом регуляции минутного объема кровообращения, этот механизм обеспечивает необходимые реакции во всем диапазоне непредельных физических нагрузок.
Key words: adaptation, young athletes, indices of central hemodynamics, physical loads of different power
Summary. The paper addresses the problem of athletes' body adaptation to physical loads of different power. Impact of different power loads on the organism of athletes is estimatedfrom the change in central hemodynamics. Heart rate is an important mechanism of blood circulation cardiac output regulation; this mechanism provides the necessary reaction in the whole range of unlimited physical loads.
1728074479001
Научно-практический интерес представляет анализ адаптивных реакций организма спортсменов, занимающихся различными видами двигательной активности, на физические нагрузки для оценки функциональных возможностей деятельности сердца. Дозированные физические нагрузки вызывают значительные изменения в деятельности аппарата кровообращения. Это проблема давно привлекала внимание многих специалистов таких как Р.А. Калюжная (1980), Л.И. Абросимова (1981), Ю.С. Ванюшин, Ф.Г. Ситдиков (1997). Воздействие нагрузки различной мощности на организм занимающихся оценивается по изменению показателей центральной гемодинамики. ЧСС является важным механизмом регуляции минутного объема кровообращения, этот механизм обеспечивает необходимые реакции во всем диапазоне непредельных физических нагрузок (В.Л. Карпман, Б.Г. Любина, 1982). Применение физических нагрузок различной мощности приводит к повышению частоты сердечных сокращений, причем эти изменения зависят от возраста детей (И.О. Тупицын, 1985). Также выявлена зависимость от физического развития, функциональной подготовленности, периода исследований и стажа занятий спортом в трудах А.А. Бирюкович (1973), Н.А. Панова, П.А. Филеши (1981). При более интенсивных и длительных нагрузках до отказа показатель ЧСС нарастает до предельных величин (Г.Х. Самигуллин, 1985).
Наши исследования были проведены на базе средней общеобразовательной школы №45 и ДЮСШОР №12 г. Набережные Челны. Данное исследование повторно проведено в 2010 году на легкоатлетах в количестве 55 человек под руководством аспирантов Поволжской ГАФКСиТ, результаты которого будут представлены в последующих работах. В исследовании участвовали мальчики 10-12-летнего возраста в количестве 180 человек. В экспериментальную группу (ЭГ) вошли мальчики, систематически занимающиеся борьбой дзюдо (три раза в неделю по 2 часа в детско-юношеском спортивном оздоровительном центре «Росток»). Контрольную группу (КГ) составили мальчики, посещающие уроки физической культуры. Обследование проводилось трехкратно: в начале, середине и в конце учебного года (октябрь-февраль-май), в одни и те же дни недели и время суток (первая половина дня).
Для получения дифференциальной реограммы применяли реоплетизмограф РПГ - 202. Электроды накладывали по методу Кубичека.
Минутный объем кровенаполнения как интегральный показатель определялся математическим путем: МОК = ЧСС x УОК (л/мин).
Частоту сердечных сокращений (ЧСС), определяли по второму стандартному отведению электрокардиограммы, которая регистрировалась электрокардиографом «Малыш». Физическая нагрузка задавалась на велоэргометре отечественного производства типа «Ритм». При проведении функциональной пробы PWQ70 использовали формулу для расчета уровня физической работоспособности (В. Л. Карпман и соавт., 1969).
Важной функциональной пробой оценки состояния организма, и в частности деятельности сердца, является проба с физическими дозированными нагрузками. Общепринятой считается велоэргометрия в относительной неподвижности верхней части тела, что облегчает получение физиологической информации (В.Л. Карпман, Г.М. Куколевский, 1968; В.А. Геселевич, 1981).
Мальчикам было предложено выполнить несколько нагрузок различной мощности. Мощность работы определялась в предварительной серии экспериментального исследования каждого ребенка. Нагрузки подбирались индивидуально при постоянной частоте педалирования 60-72 об/мин. Первая нагрузка задавалась из расчета 1 Вт/кг массы тела, вторая из расчета 2 Вт/кг массы тела. Длительность каждой нагрузки составляла 3 мин.
В ответ на физическую нагрузку 1 и 2 Вт/кг - частота сердечных сокращений (ЧСС) во всех исследуемых возрастных группах достоверно увеличивается по сравнению с исходным уровнем (р<0.05). ЧСС изменяется пропорционально величине мышечной работы, достигая при физической нагрузке умеренной мощности (1 вт/кг) 120-130 уд/мин.
Средние значения показателей ЧСС мальчиков КГ в возрасте 10 лет в начале учебного года выросли на 51,4,% и составили 124,83±1,44 уд/мин. Установлен диапазон индивидуальных колебаний ЧСС в широких пределах от 107 уд/мин до 139 уд/мин. В конце учебного года показатели ЧСС на фоне урежения в покое увеличились на 57,9%, и составили 126,46±0,93 уд/мин.
У мальчиков ЭГ в возрасте 10 лет показатели ЧСС в начале учебного года на первую нагрузку составили 118,41±1,74 уд/мин (прирост 40%), а в конце учебного года - 125,71±1,12 уд/мин (57,7 %). К концу учебного года изменения показателей ЧСС у мальчиков контрольной и экспериментальной групп, по сравнению с перым этапом исследований, более выражены.
При нагрузке большой мощности (2 вт/кг) - показатели ЧСС почти в два раза увеличиваются в обеих исследуемых возрастных группах. Средние значения ЧСС мальчиков 10 лет в КГ в начале учебного года составили 163,0±1,28 уд/мин, а у мальчиков ЭГ -160,83±1,53 уд/мин. В конце учебного года в обеих исследуемых возрастных группах наблюдался такой же характер реакции ЧСС, как и в начале учебного года. В ответ на физическую нагрузку умеренной мощности в возрасте 11 лет данные ЧСС у мальчиков КГ составили 119,77±1,80 уд/мин.
В конце учебного года при нагрузке умеренной мощности прирост показателей ЧСС составил 55,9%, т.е. достиг 120,71±1,50 уд/мин. В группе юных дзюдоистов также наблюдалась выраженная реакция ЧСС на нагрузки умеренной мощности. Если в начале учебного года прирост составил 53,1%, то в конце учебного года на фоне более выраженного снижения ЧСС в покое наблюдался прирост показателей ЧСС на 60,7% (123,24±1,09 уд/мин).
При нагрузке 2 вт/кг массы тела также происходит достоверное увеличение значения ЧСС в группе юных дзюдоистов и мальчиков незанимающихся спортом. Если средние значения ЧСС в начале года составили 164,23±1,45 уд/мин, то в конце учебного года наблюдалось менее выраженная реакция, где показатели изменились до 159,23±1,46 уд/мин. А у мальчиков ЭГ в возрасте 11 лет наблюдалось достоверное увеличение показателей ЧСС на нагрузку большой мощности. Если в начале учебного года значения равнялись 160,23±1,47 уд/мин, то в конце - 163,73±1,25 уд/мин.
Изменения показателей ЧСС в возрасте 12 лет в КГ не отличаются от такового у мальчиков 10-11 лет. Если в начале года увеличение ЧСС в ответ на нагрузку умеренной мощности составило 56,5%, то в конце года - 65,7%. На фоне достоверно низких показателей ЧСС у мальчиков КГ в возрасте 12 лет наблюдается более выраженная реакция на нагрузку по сравнению с мальчиками 10 и 11 лет. Возможно, такая реакция на умеренную нагрузку объясняется возрастными особенностями 12-летних мальчиков, поскольку данный возраст определяется как подготовительный к предстоящим значительным изменениям в период пубертатного скачка.
В группе дзюдоистов в возрасте 12 лет отмечены достоверные различия в значениях ЧСС после физических нагрузок различной мощности по сравнению с мальчиками КГ. Средние значения ЧСС в начале учебного года на нагрузку умеренной мощности составили 116,2±1,58 уд/мин, а в конце учебного года - 117,76±1,21 уд/мин. Средние значения ЧСС после нагрузки большой мощности в КГ в возрасте 12 лет составили 165,63±1,50 уд/мин, а в конце учебного года - 164,0±1,36 уд/мин. Средние значения ЧСС в группе юных дзюдоистов 12 лет в начале и в конце учебного года оказались одинаковыми. Полученные данные показывают, что физические нагрузки различной мощности приводят к значительным изменениям показателей ЧСС во всех исследуемых возрастных группах независимо от их двигательной активности. Эти изменения более выражены в конце учебного года. Достоверные различия наступают только через два года систематических занятий борьбой дзюдо.
Изменение ударного объема крови (УОК) является одним из главных механизмов обеспечения объемной скорости кровотока при физической нагрузке. Высокие значения
УОК при низких показателях ЧСС являются наиболее эффективными, следовательно, уменьшается общая энергия, затрачиваемая миокардом. Именно поэтому экономичность приспособительных реакций аппарата кровообращения к физической нагрузке оценивается по тому вкладу в величину МОК, который достигается с помощью УОК.
УОК, при переходе от состояния покоя к нагрузке, быстро увеличивается и достигает стабильного уровня во время физической работы длительностью 3-5 мин. Высокие значения УОК отмечены при учащении показателей ЧСС от 110 до 140 уд/мин. При нагрузке умеренной мощности (1 вт/кг) вместе с учащением показателей ЧСС наблюдается увеличение УОК, во всех исследуемых возрастных группах, в начале и в конце учебного года. Средние значения УОК после физической нагрузки умеренной мощности в начале года в КГ 10 лет составили 38,55±1,15 мл, в 11 лет - 45,32±1,09 мл и в 12 лет - 47,69±1,31 мл, а у мальчиков ЭГ - 42,86±0,96 мл, 45,53±0,88 мл и 65,51±1,72 мл соответственно. В конце учебного года наблюдается достоверное изменение показателей УОК после физической нагрузки 1 Вт/мин. Средние значения у мальчиков КГ в 10 лет составили 48,35±1,11 мл, в 11 лет - 52,29±1,1 мл и в 12 лет - 56,85±1,16 мл, а у мальчиков ЭГ - 49,36±0,67 мл, 57,51±0,95 мл, 69,48±1,30 мл соответственно. Изменения показателей УОК после физической нагрузки большой мощности 2 Вт/кг массы тела имеют свои особенности. Во всех исследуемых возрастных группах мальчиков, занимающихся борьбой дзюдо и не занимающихся спортом, встречается два типа изменения ударного объема крови при нагрузках большой мощности. Увеличение мощности физической нагрузки либо вообще не сопровождается приростом УОК, или он даже несколько снижается в сравнении с исходными величинами, либо этот прирост оказывается незначительным. Во всех исследуемых возрастных группах мальчиков, занимающихся борьбой дзюдо и не занимающихся спортом, встречаются мальчики, реагирующие на нагрузку большой мощности, как увеличением УОК, так и его снижением. Количество испытуемых, которые реагируют в основном дальнейшим увеличением величин УОК, в КГ (во всех исследуемых возрастных группах) ко второму этапу исследований, т.е. в конце учебного года, снижается, а в группе юных дзюдоистов к концу учебного года количество исследуемых, реагирующих на нагрузку большой мощности дальнейшим приростом УОК, увеличивается. В группе юных дзюдоистов 11-12 лет наблюдается более выраженный прирост показателей УОК.
Показатели насосной функции сердца мальчиков, занимающихся борьбой дзюдо и не занимающихся спортом, во втором полугодии несколько изменяются. Следовательно, к концу учебного года сердечно-сосудистая система мальчиков КГ адаптируется к учебным нагрузкам, а у мальчиков ЭГ в процессе систематических занятий улучшается насосная функция сердца.
Под влиянием физической нагрузки происходило увеличение МОК, причем, чем старше возраст, тем значительнее сдвиги в величине МОК. У мальчиков контрольной и экспериментальной групп при нагрузках умеренной мощности в увеличении МОК использовались два механизма: повышение УОК и учащение ЧСС. Ведущую роль в возрастании МОК на мышечную работу играло увеличение ЧСС, а лимитирующим фактором дальнейшего прироста оказывался УОК. При нагрузках большой мощности соотношение ЧСС и УОК в определении величин МОК изменяется в зависимости от возраста, периода исследований и режима двигательной активности.
В конце учебного года во всех исследуемых возрастных группах после физической нагрузки умеренной мощности наблюдается достоверное увеличение показателей МОК. Среднее значение МОК в контрольной группе в 10 лет составило - 6,03±0,13 л/мин, в 11 лет - 6,16±0,14 л/мин и в 12 лет - 7,19±0,16 л/мин, в экспериментальной группе 6,08±0,09 л/мин, 7,05±0,12 л/мин, 7,94±0,15 л/мин соответственно. Достоверное различие изучаемых показателей наблюдается в начале и в конце учебного года в возрасте 12 лет. В группе юных дзюдоистов вклад УОК в величину МОК выражен в большей степени, что может рассматриваться как изменение сократительной возможности миокарда.
Таким образом, полученные данные говорят о том, что в зоне умеренной мощности повышение МОК у мальчиков 10-12 лет контрольной и экспериментальной групп происходит за счет увеличения как ЧСС, так и УОК. При физической нагрузке большой мощности в группе мальчиков, незанимающихся спортом, в определении величин МОК главная роль принадлежит ЧСС, а в группе мальчиков, занимающихся борьбой дзюдо, к концу первого года занятий и через два года систематических тренировок наблюдается более выраженная роль УОК в определении показателей МОК, особенно в возрасте 11-12 лет.
Средние значения МОК в конце учебного года в КГ мальчиков 10 лет составили 7,13±0,20 л/мин, в 11 лет - 6,96±0,18л/мин и в 12 лет - 8,14±0,20 л/мин, а у мальчиков ЭГ в 10 лет составили 6,44±0,20 л/мин, в 11 лет - 9,13±0,17 л/мин и в 12 лет - 10,49±0,22 л/мин. Более выраженное повышение МОК в большей степени обеспечивалось за счет большего нарастания УОК, которое при всех нагрузках у дзюдоистов было выше, чем у их нетренированных сверстников.
Исследования гемодинамических сдвигов после физических нагрузок различной мощности выявили их зависимость от режима двигательной активности. Достоверное различие наступает через два года систематических занятий спортом. Резюмируя вышеизложенное, можно сказать, что в процессе систематических занятий борьбой дзюдо происходит изменение роли УОК в определении величин МОК при физических нагрузках. В ЭГ в конце первого года и через два года систематических тренировок отмечены высокие показатели УОК, тогда как в КГ наблюдается обеспечение величин МОК повышением ЧСС при минимальных и даже отрицательных сдвигах УОК.
Литература
1. Абросимова, Л.И. Возрастные изменения гемодинамики при физической нагрузке максимальной мощности у школьников / Л.И. Абросимова, В.Ф. Киселев, Н.М. Скорнякова // Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1981. - С. 72-74.
2. Ванюшин, Ю.С. Адаптация сердечной деятельности и состояние газообмена у спортсменов к физической нагрузке / Ю.С. Ванюшин, Ф.Г. Ситдиков // Физиология человека. - 1997. - Т. 23. - № 4. - С. 69-73.
3. Калюжная, Р.А. Физиология и патология сердечно-сосудистой системы детей и подростков / Р.А. Калюжная. - М. : Медицина, 1973. - 328 с.
4. Карпман, В. Л. Производительность сердца при мышечной работе / В.Л. Карпман, Р.А. Корогозина //Теория и практика физической культуры. - 1969. - № 1. - С. 17-21.
5. Самигуллин, Г.Х. Реакция сердечно-сосудистой системы у школьников 7-10 лет на физические нагрузки большой интенсивности / Г.Х. Самигуллин // Нейроэндокринные механизмы адаптации. -Ставрополь, 1985. - С. 78-83.
Literature
1. Abrosimova, L.I. Age-related changes in hemodynamics during exercises of maximum power at school / L.I. Abrosimova, V.F. Kiselev, N.M. Skornyakova // Age characteristics of physiological systems of children and adolescents. - M., 1981. - P. 72-74.
2. Vanyushin, Yu.S. Adaptation of cardiac activity and the state of gas exchange of athletes to physical activity / Yu.S. Vanyushin, F.G. Sitdikov // Human Physiology. - 1997. - Vol. 23. - No. 4. - P. 69-73.
3. Kalyuzhnaya, R.A. Physiology and pathology of the cardiovascular system in children and adolescents / R.A. Kalyuzhnaya. - M. : Medicine, 1973. - 328 p.
4. Karpman, V.L. Performance of the heart in muscular work / V.L. Karpman, R.A. Korogozina // Theory and Practice of Physical Culture. - 1969. - No. 1. - P. 17-21.
5. Samigullin, G.Kh. Reaction of the cardiovascular system in schoolchildren of 7-10 years old to physical loads of high intensity / G.Kh. Samigullin // Neuroendocrine mechanisms of adaptation. - Stavropol, 1985. - P. 78-83.
Статья поступила в редакцию 12.02.2011 г.
