CC BY
72Зміни варіабельності серцевого ритму у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу при тривалому розумовому навантаженні
Каленіченко О.В., Кудій Л.І., Безрукавий Р.В.
Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького
Анотації:
Проведені дослідження варіабельності серцевого ритму у студентів-спортсменів різної спрямованості тренувального процесу на розвиток витривалості та сили під впливом розумового навантаження. Встановлено деякі відмінності в роботі серцево-судинної системи у спортсменів обох груп. Доведено, що у стані спокою сидячи студенти з силовою спрямованістю тренувального процесу в порівнянні зі студентами-неспортсменами мали більший рівень варіабельності серцевого ритму.
Ключові слова: варіабельність серцевого ритму, розумове навантаження.
Калениченко А.В., Кудий Л.И., Безрукавый Р.В. Изменения вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса при длительной умственной нагрузке. Проведены исследования вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса на развитие выносливости и силы под воздействием умственной нагрузки. При этом выявлены некоторые отличия в работе сердечнососудистой системы у спортсменов двух групп. Они проявляются как в состоянии покоя, так и при нагрузке, и обусловлены изменениями, которые возникли под влияние систематических физических нагрузок. Доказано, что в состоянии покоя сидя студенты с силовой направленностью тренировочного процесса в сравнении со студентами-неспортсменами имели больший уровень вариабельности сердечного ритма.
вариабельность сердечного ритма, умственная нагрузка.
Kalenychenko O.V., Kudiy L.I., Bezrukavy R.B. The changes of heart rhythm variability among the students-sportsmen with different training process direction with long mental loading. The heart rhythm variability was investigated among the students-sportsmen with different training process direction for the development of endurance and strength under the influence of mental loading. Some differences were found in the work of cardio-vascular system among the sportsmen of two groups. They were shown both at rest and with loading, and were stipulated by the changes appeared under the influence of systematic physical loading. It is proven that in a state of rest sitting students with the power orientation of training process by comparison with the students that are not sportsmen has a greater level of heart rhythm variability.
heart rhythm variability, mental loading.
Вступ.
Відомо, що рівень функціонування серцево-судинної системи (ССС) у спортсменів різних спеціалізацій розрізняється як у стані спокою, так і при дозованих навантаженнях [1, 2, 5]. Разом з цим, залишається не з’ясованим питання стосовно змін у регуляції роботи серця на навантаження великого об’єму та інтенсивності у спортсменів із різним спрямуванням тренувального процесу. Класичним є положення, що в спокою та при дозованих навантаженнях у них відбувається економізація діяльності ССС, а при максимальних навантаженнях - мобілізація. Однак дане положення стосується фізичних навантажень, що ж до розумового навантаження, то нами таких даних не виявлено.
Робота виконана за планом НДР Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького.
Мета, завдання роботи, матеріал і методи.
Мета дослідження полягала у визначенні на основі аналізу варіабельності серцевого ритму (ВСР) особливостей регуляції ССС у студентів-спортсменів різної спеціалізації при тривалому розумовому навантаженні.
Вимірювання проведені на 123 чоловіках віком від 18 до 24 років, студентах вузів м. Черкаси. Серед них до І групи входило 36 осіб, які займались видами спорту з переважним розвитком витривалості (веслярі на байдарках та каное, веслярі-академісти, бігуни-легкоатлети на довгі дистанції та спортсмени-орієнтувальники), до ІІ групи - 32 особи з переважним розвитком сили (пауерліфтери) та ІІІ групи - 55 осіб, що не займались регулярними фізичними тренуваннями.
© Каленіченко О.В., Кудій Л.І., Безрукавий РВ., 2010
Кардіоінтервалограми записували за допомогою програми “Caspico” [3] у режимі MS DOS. На грудну клітку накладали кардіодатчик T31 (Polar Electro OU, Finland), який формував імпульси. Останні телеметрично сприймались пульсометром А1 та передавалися до комп’ютера для подальшого аналізу.
Розумове навантаження (40 хвилин) полягало у реакціях з вибором при частоті пред’явлення подразників 60 за хвилину. Реєструвались кількість помилок та латентний період рухової реакції за кожну хвилину роботи [4].
Статистичний та спектральний аналіз кардіоінтер-валограм здійснювали у програмі “Caspico”. Оцінка центральної тенденції вибірок здійснювалась за медіаною, тому що розподіл показників не був нормальним.
Вірогідність різниць між показниками визначалась за непараметричним Н-критерієм Краскела-Уоліса у програмі Statistica for Windows 5.0.
Результати дослідження.
Аналіз вихідних значень показників ВСР в стані спокою сидячи (табл.1) вказує на те, що студенти І-ї групи мали вірогідно більше значення М, ніж студенти ІІ-ї групи та студенти ІІІ-ї групи і складало у них відповідно 946 (933; 1092), 907 (821; 943) та 822 (764; 909) мс. Останні між собою за значенням цього показника вірогідно не відрізнялися. IN більшим був у осіб ІІІ-ї групи (р<0,01), ніж у чоловіків І-ї та ІІ-ї груп і дорівнював у них відповідно 76,0 (72,2; 78,6), 34,2 (21,2; 52,3) та 37,7 (20,1; 42,4) у.о. Загальна варіативність серцевого ритму, що оцінювали за показниками SDNN та CV, була меншою у осіб ІІІ-ї групи (р<0,05), ніж у студентів ІІ-ї групи та не відрізнялася від студентів І-ї групи. Показники спектрального аналізу серцевого ритму також коливалися у широких межах. Однак вірогідно відрізнявся тільки показник HF, який
Таблиця 1
Показники ВСР в спокої сидячи у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу та у осіб контрольної групи
Показники I група (n=12) II група (n=12) III група (n=9)
M (мс) 946 (933; 1092)** 907 (821; 943)* 822 (764; 909)
IN (у.о.) 34,2 (21,2; 52,3)** 37,7 (20,1; 42,4) 76,0 (72,2; 78,6)**
SDNN (мс) 58,8 (44,8; 80,8) 77,1 (55,8; 86,9) 46,8 (42,7; 55,2)*
CV (%) 5,6 (4,8; 7,1) 7,6 (6,8; 9,9) 5,6 (5,2; 6,4)*
VLF (мс2) 1000 (647; 1324) 685 (471; 1212) 709 (362; 754)
LF (мс2) 819 (581; 1094) 1258 (718; 1671) 775 (604; 1050)
HF (мс2) 1081 (352; 2060) 1739 (1261; 5097) 871 (288; 1462)*
HF (н.о.) 58,6 (42,0; 66,3) 68,2 (47,8; 74,5) 47,0 (30,5; 60,6)
Примітка: І - студенти з спрямованістю тренувального процесу на витривалість, ІІ - студенти з силовою спрямованістю тренувального процесу, ІІІ - студенти контрольної групи. * - р<0,05; ** - р<0,01 достовірність різниць між значеннями відповідно І групи та ІІІ групи, ІІ групи та І групи, ІІІ групи та ІІ групи.
200
спокій 2-7 7-12 12-17 17-22 22-27 27-32 32-37
хв
Рис. 1. Динаміка змін показників спектрального аналізу серцевого ритму під час виконання розумового навантаження (40 хвилин) у студентів всієї вибірки
400
200
спокій 2-7 7-12 12-17 17-22 22-27 27-32 32-37
хв
Рис. 2. Динаміка змін показників спектрального аналізу серцевого ритму під час виконання розумового навантаження (40 хвилин) у студентів в залежності від спрямованості тренувальних навантажень (Б).
Таблиця 2
Показники ВСР під час виконання тривалого розумового навантаження (22-27 хвилини роботи) у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу та у осіб контрольної групи
Показники І група (п=12) ІІ група (п=12) ІІІ група (п=9)
М (мс) 895 (812; 922)* 870 (760; 898) 745 (715; 796)
ВД (у.о.) 53,1 (28,4; 84,3)* 60,4 (40,4; 86,5) 100 (87,7; 127,6)
SDNN (мс) 56,3 (50,1; 91,9)* 59,7 (46,1; 67,9) 45,7 (40,9; 50,6)
^ (%) 6,8 (5,9; 9,7) 7,1 (5,9; 8,0) 6,5 (5,1; 6,5)
(мс2) 1358 (963; 2106)* 1439 (835; 2333) 609 (537; 862)
LF (мс2) 1529 (1036; 2332)* 947 (835; 1515)* 1011 (680; 1187)
ОТ (мс2) 283 (197; 1090) 515 (318; 1273) 283 (256; 371)
ОТ (н.о.) погш 4 ' 20,8 (19,0; 25,8) 30,7 (27,0; 41,0) 21,3 (15,7; 32,2)
Примітка: І - студенти з спрямованістю тренувального процесу на витривалість, ІІ - студенти з силовою спрямованістю тренувального процесу, ІІІ - студенти контролю. * - р<0,05 достовірність різниць між значеннями відповідно І групи та ІІІ групи, ІІ групи та І групи, ІІІ групи та ІІ групи.
був вище у осіб ІІ-ї групи, ніж у осіб ІІІ групи та не відрізнявся від його значення в осіб І-ї групи, дорівнюючи у них відповідно 1739 (1261; 5097), 871 (288; 1462) та 1081 (352; 2060) мс2.
Таким чином, в стані спокою сидячи студенти з силовою спрямованістю тренувального процесу в порівнянні з студентами-неспортсменами мали більший рівень ВСР. В той же час студенти з спрямованістю на витривалість відрізнялися від студентів силових видів тільки за більшою тривалістю кардіоінтервалу. Разом з цим, слід відмітити, що в останніх хоч і не достовірно, але ВСР була більшою, ніж у перших. При цьому потужність хвиль, як у низькочастотному, так і високочастотному діапазонах у пауерліфтерів була вищою. Такі відмінності дещо суперечать даним, що були отримані нами раніше. На нашу думку, це пояснюється тим, що досліджувані нами особи знаходилися у так званому “передстартовому стані”, тобто організм вже готувався до виконання тривалої роботи. Напрямок та величина цієї реакції, напевно, визначались специфікою тренувальних та змагальних навантажень.
Виконання тривалого розумового навантаження помірної інтенсивності викликало в усіх обстежуваних значні зміни у регуляції ССС (рис. 1). Так, протягом 40 хвилин відбуваються значні зрушення, як високочастотної, так і низькочастотної періодики серцевого ритму. Цікавим було те, що значення ОТ вже на третій хвилині навантаження знизилося з 892 мс2 (у фоні) до 363 мс2 і трималося на цій позначці аж до кінця навантаження практично без змін. В той же час значення LF поступово лінійно зростало з 726 мс2 (у фоні) до 1049 мс2 (22-27 хвилини), а потім різко підвищувалось до 1407 мс2 (27-32 хвилини) і знижувалося
до 1105 мс2 (32-37 хвилини).
Отже, тривале розумове навантаження призвело в обстежених до цілком закономірних змін у регуляції ССС: зниженню парасимпатичного тонусу та підвищенню активності симпатичної ланки ВНС. При цьому важливим було те, що повільна потужність хвиль серцевого ритму в першій половині навантаження збільшувалася лінійно, а в другій - теж збільшувалася, але вже нелінійно. Наприкінці роботи відбувалося падіння даного показника, що, напевно, обумовлено виникненням втоми. Тому нам було цікаво вивчити динаміку змін значення LF у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу та у студентів контрольної групи під впливом виконання розумового навантаження.
На рис. 2. представлена динаміка змін значення LF у студентів-спортсменів та осіб, що не займаються спортом протягом виконання тривалого розумового навантаження. Так, візуальний аналіз вказує на значні коливання показника LF у обстежуваних трьох груп. При цьому у студентів І-ї групи та осіб ІІІ групи поряд із зростанням значення цього показника відмічається й його виражена хвилеподібність протягом виконання навантаження. Важливим було те, що у студентів-спортсменів з 22 хвилини роботи значно збільшується потужність у низькочастотному діапазоні, а у осіб контрольної групи, навпаки - зменшується. Тому, на нашу думку, особливий інтерес для дослідження особливостей у регуляції ССС під впливом тривалого розумового навантаження представляє саме проміжок часу з 22 до 32 хвилини.
Аналіз показників ВСР у досліджуваних осіб під час виконання тривалого розумового навантаження (табл.2) показав наступне. Студенти І-ї групи мали
більші (р<0,05) значення М, SDNN, VLF, LF та менше Ш", ніж особи, що не займаються спортом. Це свідчить про кращі адаптаційні можливості перших. Разом з цим, між студентами-спортсменами вірогідні відмінності спостерігаються лише за показником LF, який у осіб І-ї групи був більший, ніж у осіб ІІ-ї групи. Між студентами ІІ-ї групи та чоловіками, що не займаються спортом відмінностей не виявлено.
Таким чином, під час виконання тривалого розумового навантаження студенти з спрямованістю тренувальних навантажень на розвиток витривалості в порівнянні з особами, що не займаються спортом, мають на фоні більшої тривалості кардіоінтервалу і більшу ВСР, що визначається хвилями різної періодики.
Подальше виконання розумового навантаження не призвело до помітних змін у регуляції серцевого ритму. Слід лише відмітити, що поряд із зростанням у обстежуваних трьох груп значення ОТ , з’являються і вірогідні відмінності між студентами-спортсменами за цим показником.
Висновки.
У стані спокою сидячи студенти з силовою спрямованістю тренувального процесу в порівнянні з студентами-неспортсменами мали більший рівень ВСР. В той же час студенти з спрямованістю на витривалість відрізнялися від студентів силових видів тільки за більшою тривалістю кардіоінтервалу.
Виконання тривалого розумового навантаження призвело до суттєвих змін у регуляції ССС. Разом з цим, слід зазначити, що значні відмінності між досліджуваними виникли тільки після 22 хвилини роботи, а наприкінці виконання навантаження нівелювалися.
У студентів з спрямованістю тренувальних навантажень на витривалість в порівнянні зі студентами силових видів була більше активована симпатична ланка ВНС.
Подальші дослідження передбачається провести у напрямку виявлення особливостей варіабельності серцевого ритму у студентів-спортсменів із різною спрямованістю тренувальних навантажень під впливом тривалого фізичного навантаження.
Література:
1. Дембо А.Г Спортивная кардиология: Руководство для врачей / А.Г Дембо, Э.В. Земцовский. - Л.: Медицина, 1989. - 464 с., ил.
2. Дибнер Р.Д. Фонокардиография спортсмена / РД. Дибнер - М.: Физкультура и спорт, 1983. - 141 с.
3. Коваленко С.А. Программная система определения показателей кардиодинамики в различных фазах дыхательного цикла / С.А. Коваленко, А.Е. Кушниренко // Кибернетика и вычислительная техника. - 1999. - Вып. 124. - С. 92-98.
4. Макаренко М.В. Методика проведення обстежень та оцінки індивідуальних нейродинамічних властивостей вищої нервової діяльності людини / М.В. Макаренко // Фізіол. журн. - 1999. - Т 45, № 4. - С. 125-131.
5. Маліков М.В. Регіональні особливості адаптивних можливостей серцево-судинної системи різних груп населення: дис. ... д-ра біол. наук: спец.: 03.00.13 / М.В. Маліков. - Запоріжжя, 2003. - 411 с.
Надійшла до редакції 02.11.2010р.
Калениченко Алексей Владимирович Кудий Людмила Ивановна Безрукавый Руслан Владимирович alexkalin77@mail.ru
