CC BY
89
4. Поварещенкова, Ю.А. Электронейромиографические исследования влияния отдельных приемов массажа на нервно-мышечный аппарат / Ю.А. Поварещенкова // Теория и практика физической культуры. - 2005. - № 9. - С. 17-19.
5. Сысоев, А.В. Нервно-мышечный аппарат баскетболисток в аспекте их возрастных особенностей / А.В. Сысоев, И.Е. Попова // Теория и практика физической культуры. - 2014. - № 3. - С. 69-73.
6. Фомин, Р.Н. Пресинаптическое торможение a-мотонейронов спинного мозга у спортсменов, адаптированных к двигательной деятельности разной направленности / Р.Н. Фомин, Д.К. Фомина // Теория и практика физической культуры. - 2005. - № 9. - С. 12-16.
7. Челноков, А.А. Возрастные особенности спинального торможения человека при произвольной двигательной активности мышц голени / А.А. Челноков, Р.М. Городничев // Теория и практика физической культуры. - 2013. - № 11. - С. 80.
8. Pre- and post-synaptic control of motoneuron excitability in athletes / D.R. Earles, J.T. Dierking, C.T. Robertson, D.M. Koceja // Journal of Med. Sci. Sports Exerc. - 2002. - Vol. 34. - P. 6672.
REFERENCES
1. Gorodnichev, R.M. and Fomin, R.N. (2007), "Presynaptic inhibition of spinal a-motoneurons in humans adapted to different types of motor activity", Human Physiology, Vol. 33 No. 2, pp. 215-220.
2. Коmаntsеv, V.N. and Zаbоlоtnykh, VA. (2001), Methodological foundations of clinical elektroneuromiograph, Lan, St. Petersburg.
3. Lanskaya, O.V. and Andriyanova E.Yu. (2012), "Elektroneuromiograph plasticity of spinal motor control systems for different sports", Physical therapy and sports medicine, No 11, pp. 16-23.
4. Povareshchenkova, Yu.A. (2005), "Elektroneuromiograph researches of influence of separate methods of massage on nervous-muscular apparatus", Theory and Practice of Physical Culture, No 9, pp. 17-19.
5. Sysoev, A.V. and Popova, I.E (2014), "Neuromuscular Apparatus of Female Basketball Players in View of Their Age Features", Theory and Practice of Physical Culture, No 3, pp. 69-73.
6. Fomin, R.N. and Fomina, D.K. (2005), "Presynaptic inhibition of spinal a-motoneuron at the athletes adapted to motor activity of different orientation", Theory and Practice of Physical Culture, No 9, pp. 12-16.
7. Chelnokov, A.A. and Gorodnichev, R.M. (2013), "Age-related features of human spinal inhibition at voluntary shin muscle activity", Theory and Practice of Physical Culture, No 11, p. 80.
8. Earles, D.R., Dierking, J.T., Robertson, C.T. and Koceja, D.M. (2002), "Pre- and postsynaptic control of motoneuron excitability in athletes", Journal of Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 34, рр. 66-72.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 07.04.2015.
УДК 796:612
ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Андрей Леонидович Похачевский, кандидат медицинских наук, доцент, Сергей Петрович Бодько, старший преподаватель, Денис Александрович Фалеев, старший преподаватель, Виктор Кенесович Сейсебаев, старший преподаватель, Академия права и управления Федеральной службы исполнения наказаний (Академия ФСИНРоссии, Рязань); Андрей Викторович Платонов, кандидат биологических наук, доцент, Вологодский государственный университет (ВолГУ)
Аннотация
Спектральный анализ вариабельности ритма сердца и динамическое моделирование кар-диоритмограммы нагрузочного тестирования использованы для оценки вероятности прогноза физической работоспособности. В результате исследования двух групп (81 человек) практически здоровых молодежи 16-19 лет, не различающихся по индексу Кетле: спортсменов циклических видов спорта (1), школьников, студентов (2) выявлены существенные групповые адаптационные характе-
ристики от ваготонии в покое (1) до избыточной активации симпатики в ортостазе (2). Показатели адаптационных резервов могут использоваться для предположения нагрузочной толерантности исключительно в смешанной популяции. Прогноз в группах существенно различающиеся уровнем физической работоспособности затрудняется существенным ограничением количества предикторов и снижением их эффективности. В группе спортсменов условными предикторами изменчивости нагрузочной КРГ являются: клино-ортостатическая ЧСС и гуморально-метаболическая активность; в группе неспортивной молодежи - парасимпатическое, гуморально-метаболическое обеспечение и вегетативный баланс.
Ключевые слова: адаптационные резервы, нейрогуморальная регуляция, объективные критерии здоровья, аэробно-анаэробная выносливость.
DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2015.04.122.p159-164
STUDY OF INTERRELATION BETWEEN THE ADAPTIVE CAPACITY AND
PHYSICAL EFFICIENCY
Andrey Leonidovich Pokhachevskiy, the candidate of medical sciences, senior lecturer, Sergey Petrovich Bodko, the senior teacher, Denis Alexandrovich Faleev, the senior teacher, Viktor Kenesovich Seysebaev, the senior teacher, the Academy of the FPS ofRussia, Ryazan; Andrey Viktorovich Platonov, the candidate of biological sciences, senior lecturer, Vologda State University.
Annotation
Spectroscopic analysis of the cardiac rhythm variability and dynamical simulation of cardiac rhythmgrams (CRG) in exercise test are used to estimate the probability for the physical efficiency prognosis. During examination of two groups (81 persons) of apparently healthy young people of 16-19 years old not differing by the Quetelet index: athletes in cyclic sports (1), school-children, students (2), substantial group adaptive characteristics from vagotonic at rest (1) to surplus sympathetic agitation at orthostatic have been revealed. Figures for adaptation reserves can be used to predict loading tolerance only in a mixed population. Estimates in groups that significantly differ by physical efficiency level are hard to make due to the limited number of predictors and impairing of their efficiency. In the group of athletes, conditional predictors for the loading CRG variability are the following: klino-orthostatic heart rate and humoral and metabolic activity; in the group of non-sporting youth - parasympathetic, humoral-metabolic support and autonomic balance.
Keywords: Adaptable reserves, neurohumoral regulation, objective criteria of health, aerobic-anaerobic endurance.
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных направлений стратегии достижения здоровья является принцип доказательного определения и оценки его уровня. Количественное определение здоровья строится на основе многоуровневого подхода включающего: оценку нейрогумо-ральной регуляции, отражающей текущее функциональное состояние и физической работоспособности как интегрального показателя, характеризующего реализацию адаптационных резервов. Недооценка нейрогуморальной регуляции, как одного из факторов, лимитирующего нагрузочную толерантность, определяет необходимость изучения возможности прогнозирования физической работоспособности по уровню адаптационных резервов организма [1, 3]. Цель работы: изучение связи маркеров максимальной эргомет-рии и адаптационного потенциала организма старших школьников и студентов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Нами совместно с Садельниковым Б. А. и Груздевым А.А. обследована смешанная популяция (S) практически здоровой молодежи 16-19 лет (81 человек), не имеющих различий по индексу Кетле, прошедших индивидуальное клино-ортостатическое и максимальное велоэргометрическое тестирование и разделенная на две группы по анамнестическому признаку.
1-я группа - спортсмены циклических видов спорта различной квалификации (38 человек: 1-ый спортивный - 23 человек, кандидаты в мастера спорта - 11 человек, мастера спорта - 4 человека).
2-я группа - школьники и студенты (43 человека), занимающиеся физической культурой по учебной программе: школьники 3 раза в неделю по 45 мин, студенты 2 раза в неделю по 90 мин.
Оценка нейрогуморальной регуляции осуществлялась посредством анализа вариабельности ритма сердца (ВРС) в соответствии с Международным стандартом (1996) по 5-минутным записям в положении клино- и ортостаза.
Максимальное велоэргометрическое тестирование проводилось на велоэргометре по индивидуальному протоколу. Мощность "1(Ватт) первой ступени длительностью три минуты рассчитывали исходя из величины должного основного обмена (ДОО) в килокалориях по формуле ":(Вт)=ДОО х 0,1 (ДОО определяется по таблице Гарриса-Бенедикта) [1]. В дальнейшем физическая нагрузка (ФН) ступенчато возрастала каждую минуту на 30 Вт до индивидуального максимума - снижения скорости педалирования ниже 30 оборотов в минуту, определяющего конец нагрузки и начало восстановительного периода длительностью 7 минут.
Тестирования проводились в первой половине дня. Контроль и запись оцифрованной ЭКГ осуществлялись в течение всего времени тестирования посредством кардиоана-лизатора «ПолиСпектр-12» (Нейрософт).
Линейное моделирование кардиоритмограммы (КРГ) - последовательного ряда RR-интервалов нагрузочного и восстановительного периодов осуществлялось в виде: Y=aX+b, где X - время нагрузки или восстановления в секундах, Y - ЧСС в 1 мин, «а» (нЧССн, вЧССн) и «b» (нЧССо, вЧССо) - параметры модели, характеризующие скорость изменчивости ЧСС в период нагрузки (нЧССн) и восстановления (вЧССн) и ее постоянные (по физиологической сути средние) составляющие: нЧССо и вЧССо - соответственно. Оптимизация моделей достигалась методом наименьших квадратов. Уменьшение нЧССо, нЧССн; вЧССо и увеличение вЧССн свидетельствует об улучшении переносимости физической нагрузки.
Визуальный анализ КРГ выявил ее гиперболический характер с контуром, обусловленным затухающими колебаниями. При этом характеристики областей перегиба и затухания колебаний имели существенные различия в зависимости от индивидуальной нагрузочной толерантности. С целью определения области перегиба, КРГ моделировали двумя наилучшими линейными трендами: в период уменьшения длительности кардиоин-тервалов и в период стабилизации их длительности. Точка «перегиба» Т1, определялась временем от начала тестирования до пересечения трендов. Для определения области затухания колебаний из КРГ после вычитания трендов выделялась новая последовательность отклонений «h», которая моделировалась линейной регрессией. Ее пересечение с прямой, обусловленной интервалом трех с (сигм) участка стабилизации КРГ, определяло точку затухания колебаний Т2. Увеличение Т1,2 обусловливается улучшением нагрузочной толерантности [2]. Результаты исследования обрабатывали с помощью статистического пакета Statistica 10.0, так как распределение полученных значений отличалось от нормального, результаты исследования представляли в виде перцентильного (Пц) ряда: медиана (Ме), 25, 75Пц, а для статистической обработки использовали непараметрические методы: Mann-Whitney, Spearman (Ks).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Высокий уровень адаптационных резервов 1 группы, достигается в клиностазе преобладанием общей мощности спектра преимущественно за счет высокочастотного компонента, определяющего выраженную ваготонию покоя (таблица 1). Существенное преобладание симпатической активности базируется на фактическом паритете в относи-
тельных единицах (21% против 18%) и связано с преобладанием общей мощности спектра. Относительное неравенство сверхнизкочастотной активности (26% против 31%) дезавуирует гуморально-метаболическое доминирование и свидетельствует о его инверсии в пользу 2 группы. Ортостаз, обеспечиваясь парасимпатическим доминированием в первой и симпатическим во второй группе, находит свое отражением и в вегетативном балансе.
Таблица 1
Результаты спектрального анализа исследуемых групп (Гр)
Проба Клиностаз (ЧСС уд/мин, Спектр мс2/Гц) Ортостаз (ЧСС уд/мин)
* Пц ЧСС TP VLF LF HF ЧСС LF/HF %VLF %LF %HF
Ме 54,5 3893 1030 820 2021 70,0 2,54 38,8 37,3 17,1
25 49,0 3334 834 519 1472 64,5 1,07 29,9 28,2 11,0
75 58,3 6036 1359 1160 4226 76,8 3,61 49,5 49,5 25,8
Ме 62,0 2244 686 393 1005 81,0 4,58 35,9 54,0 10,1
25 57,0 1617 483 303 567 74,0 2,44 26,6 33,3 5,5
75 69,0 2830 930 624 1229 89,0 9,96 49,6 63,4 16,0
Ме 58,0 3200 872 549 1415 75,0 3,33 36,1 44,2 13,6
25 53,0 2094 583 336 782 69,0 1,83 28,4 30,2 8,1
75 65,0 4034 1213 947 2336 84,0 6,82 49,6 58,1 20,7
Гр*
- Все межгрупповые различия существенны при р<0,05
2
S
*
Наибольшая нагрузка, перенесенная в 1 группе, обеспечивается минимальной ЧСС нагрузки и восстановления, что подтверждается динамическими маркерами КРГ: скоростью изменчивости ЧСС, поздним наступлением точек перегиба и стабилизации СР. При этом 2 группа, по всем показателям существенно проигрывает лидеру (таблица 2).
Таблица 2
Результаты нагрузочного тестирования_
Гр* Пц Т1 Т2 вЧССн вЧССо нЧССн нЧССо Wmx
1 Ме 498,9 356,4 98,6 63,9 -56,3 155,9 240
25 461,8 323,3 92,2 58,0 -63,5 148,8 240
75 563,2 413,8 105,6 69,8 -49,3 161,8 270
2 Ме 383,4 252,4 93,4 84,9 -49,0 175,8 195
25 330,2 202,7 83,0 78,9 -57,4 169,6 180
75 412,3 307,3 100,8 90,9 -42,8 180,9 240
S Ме 423,7 308,7 96,3 77,6 -52,0 168,7 240
25 369,0 243,6 86,9 65,0 -61,5 154,2 180
75 498,0 356,1 102,5 85,6 -46,5 178,0 240
* - Все межгрупповые различия существенны при р<0,05
Таким образом, анализ групп сверстников, не различающихся по индексу Кетле, выявил существенное превосходство адаптационных возможностей в группе спортсменов циклических видов спорта. Оно достигается в состоянии условного физиологического покоя максимальным уровнем вегетативного, преимущественно парасимпатического обеспечения, раскрывающегося в динамике наивысшей работоспособностью с минимальными хронотропными затратами при нагрузке и быстрым восстановлением.
Сопряжения маркеров максимальной эргометрии и адаптационного потенциала в 1 и 2 группах характеризуется минимумом взаимосвязей средней и малой интенсивности (таблица 3). В группе спортсменов увеличение ЧСС клиностаза соответствует раннему возникновению Т21 и высокому уровню ЧСС нагрузочного периода. Повышение ЧСС ортостаза определяет раннее возникновение Т21 и высокую ЧСС восстановления (таблица 4). Возрастание относительной мощности сверхмедленных волн ортостаза обусловливает увеличение скорости роста, высокую ЧСС нагрузочного периода и уменьшение скорости восстановления. Во 2 группе увеличение общей мощности спектра клиностаза и его высокочастотной составляющей обусловливает уменьшение скорости роста ЧСС нагрузочного периода, а возрастание сверхнизких частот приводит к раннему проявлению маркера ТН. Возрастание ЧСС, вегетативного баланса (ЬР/ИБ) и снижение относительной мощности высокочастотного спектра ортостаза проявляется увеличением ЧСС
восстановительного периода.
Таблица 3
Гр М ЧСС TP VLF HF
Т1 Т2 вЧССо нЧССо Т1 вЧССо нЧССн Wmx Т1 Т1 вЧССо нЧССн
1 К. -0,26 -0,50 0,28 0,36 -0,22 -0,08 0,06 0,03 -0,19 -0,12 -0,19 0,18
t -1,54 -3,36 1,68 2,29 -1,29 -0,47 0,36 0,17 -1,14 -0,68 -1,10 1,04
2 к. 0,25 0,01 0,06 0,24 -0,24 0,19 -0,35 -0,05 -0,32 -0,02 0,15 -0,37
t 1,70 0,03 0,37 1,59 -1,62 1,27 -2,41 -0,35 -2,24 -0,12 0,97 -2,60
S К8 -0,35 -0,50 0,44 0,50 0,36 -0,46 -0,38 0,35 0,11 0,39 -0,47 -0,33
t -3,35 -5,06 4,41 5,08 3,43 -4,66 -3,70 3,30 0,95 3,74 -4,69 -3,14
Таблица 4
Кор
Гр M ЧССор LF/HF %VLF %LF %HF
Т2 вЧССо нЧССо вЧССо вЧССн нЧССн нЧССо вЧССо вЧССо
1 К. -0,34 0,44 0,33 0,02 0,35 -0,39 0,37 -0,01 -0,01
t -2,13 2,85 2,01 0,09 2,19 -2,46 2,31 -0,05 -0,07
2 К. 0,01 0,51 0,19 0,40 0,14 -0,24 0,02 0,24 -0,38
t 0,09 3,94 1,29 2,84 0,95 -1,62 0,14 1,65 -2,66
S к. -0,42 0,58 0,49 0,46 0,26 -0,30 0,05 0,36 -0,42
t -4,02 6,38 4,99 4,65 2,39 -2,81 0,41 3,42 -4,13
Увеличение количества и мощности изучаемых взаимосвязей в смешанной популяции определяется ее разнообразием, включающим индивидов с существенно различающимся уровнем функционального состояния и физической работоспособности.
Таким образом, высокий уровень сопряжения маркеров эргометрии и адаптационного потенциала выявлен только в смешанной популяции, в однородных группах характеризующихся высоким и низким уровнем нагрузочной толерантности количество изучаемых взаимосвязей минимально. При этом в группе спортсменов маркеры динамической модели КРГ нагрузочного и восстановительного периодов, обусловливающие нагрузочную толерантность определяются преимущественно средней ЧСС клино- и ортостаза при фактической инертности спектральных компонентов СР. Участие сверхнизких частот не может считаться прогностически однозначным не только в связи с умеренной выраженностью сопряжения, но и вследствие физиологической неопределенности их происхождения (особенно) в процессе активной ортопробы. Максимум взаимосвязи во второй группе с ЧСС ортостаза подкрепляется спектральными составляющими как в клино- так и орто- положении и определяет их небольшую, но приемлемую прогностическую эффективность как в нагрузочный так и восстановительный периоды.
ВЫВОДЫ
Показатели адаптационных резервов (в рамках изученных показателей) могут без ограничений использоваться для предположения нагрузочной толерантности исключительно в смешанной популяции. Прогноз в группах существенно различающиеся уровнем физической работоспособности затрудняется резким ограничением количества предикторов и снижением их эффективности. При этом в группе спортсменов приемлемый уровень прогноза изменчивости КРГ нагрузочного и восстановительного периодов остается за ЧСС клино-, ортостаза и гуморально-метаболической активностью; в группе неспортивной молодежи - может осуществляться посредством изучения парасимпатической и гуморально-метаболической активности клиностаза, а также ЧСС, высокочастотной активности и вегетативного баланса в орто-положении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Михайлов, В.М. Нагрузочное тестирование под контролем ЭКГ: велоэргометрия, тредмилл-тест, степ-тест, ходьба / В.М. Михайлов. - Иваново : Талка, 2008. - 545 с.
2. Похачевский, А.Л. Изучение вариабельности ритма сердца при нагрузочном тестировании / А. Л. Похачевский // Кардиология. - 2010. - № 1 (50). - С. 29-35.
3. Солодков, А.С. Физическая работоспособность и общие принципы ее коррекции / А.С. Солодков // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2014. - № 3 (109). - С. 148158.
REFERENCES
1. Mikhailov, V.M. (2008), Stress testing under the supervision of ECG: cycle ergometer test, treadmill test, step test, walking, Talka, Ivanovo.
2. Pokhachevskiy, A.L. (2010), "The Study of Heart Rhythm Variability During Stress Testing", Cardiologic, Vol. 50, No 1, pp. 29-35.
3. Solodkov, A.S. (2014), "Physical performance of the athletes and general principles of its correction", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 109, No 3, pp. 148-158.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 15.04.2015.
УДК 796:612
ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕЙРОГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ С УРОВНЕМ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
Андрей Леонидович Похачевский, кандидат медицинских наук, доцент, Юрий Михайлович Рекша, кандидат педагогических наук, доцент, Евгений Владимирович Пивунов, кандидат педагогических наук, доцент, Василий Николаевич Михалев, старший преподаватель, Фарид Расулбекович Гаджимурадов, преподаватель, Академия права и управления Федеральной службы исполнения наказаний (Академия ФСИНРоссии, Рязань)
Аннотация
В результате исследования нейрогуморальной регуляции организма и ее взаимосвязи с уровнем развития физических качеств у курсантов-выпускников выявлены существенные различия не столько по уровню адаптационных резервов (АР), сколько по качеству их использования в процессе адаптации. Показано, что специфика адаптационных резервов обусловливается наличием и уровнем развития доминирующих физических качеств и проявляется не только в состоянии покоя, но и в процессе распределения АР для обеспечения преодолеваемых нагрузок. Адаптация к физическим нагрузкам определяется типичным, характерным (для определенного вида тренированности) расходованием АР и подключением новых приспособительных механизмов, если резервы исчерпаны, нагрузка - непривычна или избыточна.
Ключевые слова: нейрогуморальная регуляция, вариабельность ритма сердца, адаптационные резервы, физическая подготовленность.
DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2015.04.122.p164-167
CORRELATION BETWEEN NEUROHUMORAL REGULATION AND PHYSICAL QUALITIES DEVELOPMENT LEVEL
Andrey Leonidovich Pokhachevskiy, the candidate of medical sciences, senior lecturer, Yuri Mikhailovich Reksha, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Evgeni Vladimi-
rovich Pivunov, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Vasily Nikolaevich Mihalev, the senior lecturer, Farid Rasulbekovich Gadzhimuradov, the teacher, The Academy
of the FPS of Russia, Ryazan
Annotation
Examination of neurohumoral body regulation and its interrelation with the level of physical qualities development among the graduate students revealed the significant differences in the quality of consumption of adaptation reserves (AR) during adaptation, rather than in AR level. It is shown, that the specificity of adaptation reserves is determined by the availability and development level of predominant phys-
