CC BY
155
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ ВОСТОЧНЫХ БОЕВЫХ ЕДИНОБОРСТВ В ПЕРИОД ПРЕДСОРЕВНОВАТЕЛЬНОЙ
ПОДГОТОВКИ
Л.В. СОРОКИНА, С.А. КОРОЛЕВ, С.Н. МИНАЕВ, Г.Н. МЕТЛЯЕВ,
ТГУ им. Г.Р. Державина, г. Тамбов
Аннотация
Настоящее исследование проведено с целью изучения в динамике функционального состояния сердечно-сосудистой и центральной нервной систем у спортсменов при подготовке к соревнованиям. Выявлена необходимость учета индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции при анализе вариабельности сердечного ритма. Определение типа и особенностей вегетативной регуляции позволяет оценить степень подготовленности сердечно-сосудистой системы к тренировочным нагрузкам, выявляя скрытые функциональные, адаптивные и резервные возможности организма, прогнозируя характер адаптивных реакций при высоких нагрузках и избегая благодаря этому перетренированности спортсмена. Полученные таким образом данные о согласованности механизмов регуляции сердечного ритма с нейродинамическими процессами становятся информативным маркером спортивного отбора. Динамический контроль за согласованностью в работе регуляции сердечного ритма и особенностями протекания скоростных процессов в ЦНС позволяет избегать перенапряжений и срывов в состоянии регуляторных систем, гармонизируя тренировочный процесс и учитывая состояние здоровья спортсмена в динамике.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, индивидуально-типологические особенности вегетативной регуляции, типы вегетативной регуляции, функциональное состояние ЦНС, нейродинамические процессы.
Abstract
The present research has been initiated in the purpose of studying dynamics of the indicators characterizing a functional condition of cardiovascular and central nervous systems. There was shown a necessity of the account while making the analysis of variability of a heart rhythm as well as individually-typological features of vegetative regulation. Definition of type of regulation among sportsmen allows to estimate the level of readiness of cardiovascular system to practice sports trainings, to reveal functional, adaptive and reserve possibilities of an organism, and also to predict the character of adaptive reactions among sportsmen while training and help to avoid the over-training. The obtained data about a coordination of mechanisms devoted to regulation of a heart rhythm with neurodynamic processes of sportsmen can be an important marker in sports selection. Dynamic control over coordination of heart rhythm regulation and feature of lasting of high-speed processes in CNS will help to avoid an overstrain and failure in a condition of regulator systems and will assist to operate the training process and dynamic health of sportsmen.
Key words: variability of a heart rhythm, individually-typological features of vegetative regulation, types of vegetative regulation, functional condition of CNS, neurodynamic processes.
Проблемы устойчивости организма к физическим перегрузкам в экстремальных условиях спортивной деятельности относятся к числу наиболее актуальных проблем современной спортивной физиологии и медицины. Экспериментально доказано, что специфическая деятельность спортсменов сопровождается весьма сложными морфофункциональными перестройками, возникающими на фоне выраженного физического и психоэмоционального напряжения [1, 5, 9]. Именно поэтому одним из путей решения этой проблемы является совершенствование форм, методов и средств подготовки спортсменов. Эффективное отслеживание тренировочного процесса и принятие научно обоснованных решений по его оптимизации невозможно без комплексной психофизиологической диагностики и коррекции функционального состояния.
Для комплексной оценки функционального состояния человека прогностическими являются нейродина-мические, вегетативные и психологические показатели, объективность и информативность которых достаточно хорошо изучена (А.А. Ухтомский, 1952; Н.В. Макаренко, 1991; Н.Н. Данилова, 1992; С.Р. Иванченко, 1994; Р.М. Баевский, 1999; А.Д. Ноздрачев, 2001). Такие показатели в комплексе могут служить важным маркером при спортивном отборе, а их мониторинг может способствовать более сбалансированной гармонизации тренировочного процесса с учетом динамического здоровья спортсменов. Вместе с тем тренировочный процесс для каждого вида спорта имеет свои отличительные особенности.
Так, подготовка спортсменов в единоборствах представляет собой системный многофакторный процесс,
т
который определяется его целевой направленностью, системным и целенаправленным характером каждого занятия. Этот процесс включает в себя следующие компоненты:
- обучение, а также совершенствование технического арсенала занимающихся;
- теоретическую подготовку;
- общую и специальную физическую и функциональную подготовку;
- тактическую подготовку;
- морально-волевую подготовку.
Удельная значимость каждого из перечисленных компонентов в подготовке спортсменов вообще, и в единоборствах в частности, степень их влияния на конечный результат, а также взаимозависимость между собой, в свою очередь, определяются особенностями единоборства, возрастом, полом, индивидуальными особенностями занимающихся, общей целевой установкой учебно-тренировочного процесса, этапностью процесса подготовки [8].
Цель настоящего исследования - изучение динамики функционального состояния спортсменов в зависимости от индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции.
Для участия в исследованиях были отобраны спортсмены восточных боевых единоборств от 14 до 20 лет в количестве 47 чел., отобранные в сборную команду России. Исследование проведено дважды: перед началом и в конце учебно-тренировочных сборов накануне чемпионата мира.
Для оценки состояния механизмов вегетативной регуляции в условиях интенсивного тренировочного процесса нами использован анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). ЭКГ-сигнал регистрировался в положении лежа на спине во втором стандартном отведении. Продолжительность записи составляла 5 мин. Обработка кардиоинтервалограмм и анализ ВСР производились с помощью программно-аппаратного комплекса «Вари-кард 2.5.1» и программы «Эским-6» [10]. Расчет показателей вариабельности сердечного ритма основывался на массивах RR интервалов, не содержащих экстрасистол и артефактов, с их последующей математической обработкой. Анализ вариабельности сердечного ритма производился с использованием основных показателей, рекомендованных к использованию Европейским обществом кардиологов [13]. По данным вариационной пуль-сометрии вычислялся ряд показателей: мода - значение наиболее часто встречающегося кардиоинтервала (Мо), амплитуда моды - доля подобных кардиоинтервалов (АМо), стресс-индекс - индекс напряжения регулятор-ных систем (81). Статистический анализ производили с использованием следующих показателей: стандартное отклонение кардиоинтервалов (БОМЫ), среднеквадратичное различие между продолжительностью соседних кардиоинтервалов ^МБББ), число кардиоинтервалов, различающихся более чем на 50 мс (рЫЫ 50).
Расчет показателей спектра сердечных сокращений был выполнен с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье и сглаживания спектральным окном
Хемминга (ширина окна «скользящего» среднего равна 5). В работе использовались показатели, определяющие высокочастотные колебания (HF) - колебания ЧСС при частоте 0,15-0,40 Гц, низкочастотные колебания (LF) - часть спектра в диапазоне частот 0,04-0,15 Гц, сверхнизкочастотные колебания (VLF) - диапазон частот 0,003-0,04 Гц. Кроме вышеперечисленных показателей учитывали мощность в диапазоне высоких и низких частот, выраженную в нормализованных единицах (HF и LF n.u), общую мощность спектра (ТР) в диапазоне от 0,003 до 0,40 Гц, LF/HF - вегетативный баланс.
Исследование нейродинамических показателей и их динамики осуществляли с помощью компьютерного комплекса «НС-Психо-Тест» фирмы «НейроСофт» (г. Иваново). Использовали психофизиологические методики, объективно характеризующие основные нейрофизиологические показатели функционального состояния ЦНС. Исследовали время помехоустойчивости и оценку внимания. Определяли латентный период простой зрительно моторной реакции (ПЗМР), время реакции на движущийся объект (РДО). Оценку состояния двигательного анализатора осуществляли с помощью теппинг-теста. Для объективной оценки эмоционального состояния, волнения, напряжения было проведено исследование состояния нервно-мышечного аппарата методом статической тремометрии с обратной связью.
Статистический анализ полученных данных производили с использованием программы SPSS 17.0 for Windows.
Результаты и обсуждение
Анализ ВРС, по мнению ряда ведущих кардиофизио-логов, является методом оценки интегральных характеристик функциональных систем, регулирующих работу сердца и других параметров кровообращения, индикатором адаптационно-приспособительных процессов не только по отношению к сердечно-сосудистой системе, но и к организму в целом [2].
Для экспресс-оценки состояния ВСР наиболее важными критериями являются показатели SI, TP и VLF. Известно, что SI отражает степень напряжения регуляторных систем (степень преобладания активности центральных механизмов регуляции над автономными), а компонент VLF-спектра характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, а также отражает влияние надсегментарного уровня регуляции, психоэмоционального и функционального состояния коры головного мозга и является чувствительным индикатором управления энергометаболическими процессами энергодефицитных состояний. Кроме того, этот показатель у человека в норме в состоянии покоя менее подвержен колебаниям по сравнению с другими составляющими спектра (HF и LF) [7].
Результаты анализа ВРС в исходном состоянии (перед началом учебно-тренировочных сборов) внутри группы спортсменов показали значимый разброс показателей, указывающий на наличие ярко выраженных индивидуально-типологических особенностей веге-
Труды молодых ученых
тативнои регуляции и свидетельствующим о том, что дальнейшая правильная интерпретация физиологических показателей невозможна без учета состояния систем регуляции.
Были выделены четыре группы спортсменов, имеющих различный уровень напряжения регуляторных систем. К I и II (15 и 4%) группам были отнесены исследуемые с умеренным и выраженным преобладанием центральной регуляции сердечного ритма, с умеренным и выраженным преобладанием автономной регуляции - соответственно к III и IV (77 и 4%) (см. рисунок). В дальнейшем данные группы указывались как группы вегетативной регуляции [13].
Согласно данной классификации, I группа вегетативной регуляции характеризуется умеренным преобладанием симпатической и центральной регуляции сердечного ритма, снижением активности автономного контура регуляции и в целом умеренным напряжением регуляторных систем.
чсс
рмээо
рМ1Ч50
Ато
ТР /4685 I группа вегетативной регуляции
ЧСС
РМЭБО
р1Ч1Ч50
Ато
Для II группы характерно выраженное преобладание симпатической регуляции сердечного ритма с резким увеличением активности центральной регуляции по отношению к автономной, снижение функционального состояния регуляторных систем, состояние вегетативной дисфункции.
У исследуемых III группы отмечается умеренное преобладание парасимпатической активности, позволяющее характеризовать состояние регуляторных систем как оптимальное. Подобное состояние, как отмечают исследователи, отражает нормальный уровень тренированности [13].
Спортсмены IV группы имеют выраженное преобладание парасимпатического отдела вегетативной нервной системы над симпатическим. Данный тип регуляции в большей степени может отражать как высокий уровень тренированности у спортсменов высокого класса, так и свидетельствовать о выраженном утомлении в результате перетренированности организма.
ЧСС
рЫЫ50
Ато
ТР/4929 Б1
I группа вегетативной регуляции
ЧСС
р^бО
Ато
I группа вегетативной регуляции
IV группа вегетативной регуляции
— Показатели ВСР в исходном состоянии • Показатели ВСР в конце учебно-тренировочных сборов
Рис. 1. Динамика показателей ВСР в группах вегетативной регуляции в разные периоды
учебно-тренировочных сборов
а
Динамика показателей ВСР на тренировочную нагрузку свидетельствует о том, что в зависимости от преобладающего типа регуляции совершенствование данных систем происходит по-разному. Так, у спортсменов с преобладанием центральной регуляции (I и II группы) перестройки в деятельности управления сердечно-сосудистой системы в целом менее выражены, чем у спортсменов с преобладанием автономной регуляции. У спортсменов I группы происходит усиление напряжения регуляторных систем (увеличение ТР, ЬБ, УЬБ; р < 0,05), ведущее к увеличению метаболических и энергетических затрат, снижающих ресурсы организма. У спортсменов с высокой активностью центральной регуляции (II группа) тренировочный процесс приводит к еще более высокому напряжению регуляторных систем, что отражено в увеличении ЧСС, ТР и абсолютных значений НБ-, ЬБ-, УЬБ-волн спектра. Данные изменения могут свидетельствовать о состоянии выраженного утомления, перетренированности.
В то же время у спортсменов III группы структура ВСР меняется более существенно, отражая процесс становления новых, более совершенных регуляторных систем. В результате тренировочного процесса отмечаются снижение влияния центральной регуляции и нарастание активности автономной регуляции: уменьшение ЧСС, снижение 8! происходит на фоне увеличения суммарной площади спектра, абсолютном и относительном со-
держании в спектре НБ-, ЬБ-волн. Подобная динамика, как следует из ранее проведенных исследований, отражает наиболее оптимальное состояние регуляторных систем [13].
У спортсменов IV группы выявляется четкая закономерность в изменении показателей сердечного ритма в сторону усиления центральных влияний. У исследуемых данной группы отмечается увеличение ТР-, ЬБ-и VLF-волн спектра.
Таким образом, определение типа регуляции у спортсменов позволило оценить уровень подготовленности сердечно-сосудистой системы к выполнению спортивных тренировок, а также выявить функциональные, адаптивные и резервные возможности организма. В целом знание индивидуально-типологических особенностей регуляторных систем позволяет прогнозировать характер адаптивных реакций у спортсменов при выполнении нагрузок и тем самым помогает избежать перетренированности.
На основании полученных данных ВСР установлено, что у спортсменов с разными преобладающими типами регуляции сердечного ритма одинаковая физическая нагрузка во время интенсивных тренировок вызывает разные по значимости изменения нейродинамических процессов, что в конечном итоге приводит к качественно и количественно разным адаптивным реакциям организма (см. таблицу).
Нейродинамические показатели у спортсменов разных групп вегетативной регуляции на разных этапах учебно-тренировочных сборов
№ п/п Нейро-динамические показатели (средние значения) I группа вегетативной регуляции II группа вегетативной регуляции III группа вегетативной регуляции IV группа вегетативной регуляции
I II I II I II I II
1. Помехоустойчивость, мс 411,29±103,97 406,86±102,01 452,5±86,97 466,0±207,9 697,80±421,21 261,04*±108,25 509,0±219,2 385,5±129,1
2. Оценка внимания, мс 348,0±92,9 348,58±75,13 488,0±17,0 522,5±308,6 363,96±98,05 333,0±52,7 469,0±294,1 300,5±30,5
3. РДО, мс 103,0±68,4 180,0±98,8 38,0±4,2 50,0*±3,5 81,77±53,05 58,26*±21,54 111,0±66,5 41,0±5,7
4. ПЗМР, мс 227,0±51,1 217,43±37,04 190,5±12,0 239,0±63,6 232,08±54,97 226,56±40,54 204,0±89,3 199,0±8,5
5. Контактная координацио-метрия с обратной связью, кол-во касаний 13,7±6,7 16,86±7,4 17,0±4,2 22,0±15,0 19,5±8,6 16,27*±7,0 15,5±0,7 16,0±7,1
6. Теппинг-тест, Гц 5,85±1,34 6,42±0,92 7,5±2,1 6,5±0,7 5,65±1,4 6,03±0,9 5,0±1,4 4,5±2,1
Обозначения: значения показателей (I - перед началом; II - в конце) учебно-тренировочных сборов; * - достоверность различий (р < 0,05) в группах на I и II этапах учебно-тренировочных сборов.
Исследование функционального состояния ЦНС по показателям сенсомоторных реакций, оценки внимания, помехоустойчивости, контактной координациометрии с обратной связью позволило выявить динамику скорости нервных процессов, их переключения, уровень зрительно-моторной координации, общий уровень ра-
ботоспособности и активности ЦНС в условиях тренировочного процесса.
По результатам нейродинамических реакций у спортсменов следует отметить, что в целом более высокий уровень возбудимости и подвижности нервных процессов в исходном состоянии имеют спортсмены
с выраженным преобладанием механизмов центральной регуляции (II группа). Более высокий уровень возбуждения ЦНС у данной исследуемой группы отражен в значениях ПЗМР, контактной координациометрии с обратной связью, теппинг-тесте. Показателем устойчивости данных корковых процессов у этих спортсменов являются результаты РДО.
Анализ средних значений нейродинамических показателей, повторно проведенный в конце учебно-тренировочных сборов, у спортсменов I группы с умеренным преобладанием центральной регуляции сердечного ритма и IV группы с выраженным преобладанием автономной регуляции достоверных значений не выявил. Исходя из данных о сопряженности центральных механизмов регуляции сердечного ритма с нейродина-мическими процессами [12], следует предположить, что сенсомоторные реакции связаны с определенными волевыми усилиями и отражают уровень неспецифической и специфической активации ЦНС. Отсутствие динамики скоростных показателей нервной системы свидетельствует о стойких проявлениях возбуждения нейродинамиче-ских и кардиорегуляторных процессов [4, 9].
Предположение согласуется с результатами ряда исследований, в которых выявлена закономерность, отражающая положение о том, что характер адаптивных реакций организма существенно зависит от исходного уровня функционирования основных физиологических систем [3, 6, 7, 13]. Чем выше исходная степень напряжения регуляторных систем, тем ниже исходный уровень функционального резерва и тем меньшими функциональными возможностями обладает организм.
У спортсменов II группы с выраженным преобладанием центральных механизмов регуляции сердечного ритма интенсивные физические нагрузки во время сборов привели к изменению баланса тормозно-возбудительных систем в сторону усиления торможения. Значимое снижение скорости реакции на движущийся объект, возмож-
но, отражает напряжение функционального состояния ЦНС, связанное с развитием утомления.
В группе с умеренным преобладанием автономных механизмов регуляции (III группа) тренировочный процесс привел к повышению уровня активности механизмов мозга, что характерно для формирования адаптивных реакций организма. На функциональные сдвиги в ЦНС у спортсменов данной группы указывает увеличение помехоустойчивости, улучшение баланса нервных процессов (по показателям РДО). Уменьшение количества касаний по результатам контактной координациометрии с обратной связью свидетельствует о снижении психоэмоционального напряжения, увеличении устойчивости нервно-мышечного аппарата и усилении волевого компонента.
Таким образом, результаты анализа ВСР о типологических особенностях регуляции позволили получить объективную оценку функционального состояния организма. Особенности функционирования системы кровообращения и нейродинамического реагирования у спортсменов в короткий предсоревновательный период отражают как высокий уровень тренированности и пик спортивной формы у одних (III группа), так и состояния выраженного утомления и перетренированности (I и в большей степени II группа) у других спортсменов. Данные о сопряженности механизмов регуляции сердечного ритма с нейродинамическими процессами являются важными маркерами в оценке функционального состояния организма.
Динамический контроль за согласованностью в работе регуляции сердечного ритма и особенностями протекания скоростных процессов в ЦНС позволил управлять тренировочным процессом и избежать срыва механизмов адаптации. Это дало возможность сборной России на чемпионате мира в общекомандном зачете занять второе общекомандное место после Японии, впервые завоевав 10 медалей.
Литература
1. Апчел В.Я. Стресс и стрессоустойчивость человека. - СПб.: ВМА, 1999. - 86 с.
2. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: основы метода и новые направления // Новые методы электрокардиографии. - М.: Техносфера, 2007. - С. 473-496.
3. Галеев А.Р., Игишева Л.Н., Казин Э.М. Вариабельность сердечного ритма у здоровых детей в возрасте 616 лет // Физиология человека. - Т. 28. - № 4. - 2002. -С.54-58.
4. Голубева Э.А. Способности и индивидуальность / Э.А. Голубева. - М.: Прометей, 1993.
5. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний: учеб. пособие. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 192 с.
6. Крамаренко И.Б., Круглова И.И. Влияние исходного уровня функционирования физиологических систем на характер адаптивных реакций организма подростков в период профессионального обучения // Проблемы
адаптации в гигиене детей и подростков. - М., 1983. -С. 66-71.
7. Красноперова Т.В. Вариабельность сердечного ритма и центральная гемодинамика у высококвалифицированных спортсменов с разной активностью вегетативной регуляции: автореф. ... дис. канд. биол. наук. - Киров, 2005. - 20 с.
8. Королев С.А. Обучение технико-тактическим действиям в восточных боевых единоборствах на основе смыслового проектирования и решения двигательных задач: учеб. пособие / М-во обр. и науки РФ; Изд. дом ТГУ им Г.Р. Державина, 2011. - 240 с.
9. Макаренко Н.В. Сенсомоторные функции в онтогенезе человека и их связь со свойствами нервной системы / Н.В. Макаренко [и др.] // Физиология человека. -2001. - Т. 27. - № 6. - С. 52-57.
10. Сафонов В.К. Диагностика нейродинамических особенностей: учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 1997. - 68 с.
т
11. Семенов Ю.Н., Баевский Р.М. Аппаратно-программный комплекс «Варикард» для оценки функционального состояния организма по результатам математического анализа ритма сердца // Вариабельность сердечного ритма. - Ижевск: Изд-во Удмуртского гос. ун-та, 1996. - С. 160.
12. Сорокина Л.В. Состояние физиологических систем и психофизиологические особенности подростков разных условий обучения: автореф. ... дис. канд. биол. наук. -Тамбов, 2006. - 24 с.
13. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография. -Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. -255 с.
14. Heart rate variabiliti Standards of Measurements, Physiological Interpretation and Clinical Use // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.
References
1. Apchel V.J. Stress and a resistance to stress of the person. - SPb.: VMA, 1999. - 86 p.
2. Baevsky R.H., Ivanov G.G. Variability of a heart rhythm: bases of a method and new directions // New methods of electrocardiography. - M.: Technosphere, -2007. - P. 473-496.
3. Galeev A.R., Igisheva L.N., Kazin E.M. Variability of a heart rhythm among healthy children at the age of 6-16 years // Human physiology. - 28. - № 4. - 2002. -P. 54-58.
4. Golubeva E.A. Ability and individuality / E.A. Golu-beva. - M.: Prometheus, 1993.
5. Danilova N.N. Psychophysiological diagnostics of functional conditions: teaching aid. - M.: MGU Publishing house, 1992. - 192 p.
6. Kramarenko I.B., Kruglova I.I. Influence of initial level of physiological systems' functioning on character of adaptive reactions of an organism of teenagers in educational period // Adaptation problems in hygiene of children and teenagers. - M., 1983. - P. 66-71.
7. Krasnoperova T.V. Variability of a heart rhythm and the central haemodynamics among highly professional sportsmen with different activity of vegetative regulation: autoref. thesis of candidate of biologic sciences. - Kirov, 2005. - 20 p.
8. Korolev S.A. Training of technical and tactical actions in themartial arts based on semantic and design
solutions of motor tasks: textbook / M. of education and science; Ed. house TGU them G.R. Derzhavin, 2011. -240 p.
9. Makarenko N.V. Sensomotor functions in onthogenes of the person and their communication with features of nervous system / N.V. Makarenko [etc.] // Human physiology. - 2001. - V. 27. - № 6. - P. 52-57.
10. Safonov V.K. Diagnostics of neurodynamic features: teaching aid. - SPb.: Publishing house SPb. university, 1997. - 68 p.
11. Semenov J.N., Baevsky R.M. The Hardware-software complex "Varikard" for an estimation of a functional condition of an organism by results of the mathematical analysis of a heart rhythm // Variability of a heart rhythm. Izhevsk: Publishing house Udmurt state university, 1996. -160 p.
12. Sorokina L.V. Condition of physiological systems and psychophysiological features of teenagers of different conditions of teaching: autoref. thesis of candidate of biologic sciences. - Tambov, 2006. - 24 p.
13. Shlyk N.I. Heart rhythm and type of regulation among children, teenagers and sportsmen: the monogra-phy. - Izhevsk: Publishing house "Udmurtsky university", 2009. - 255 p.
14. Heart rate variabiliti Standards of Measurements, Physiological Interpretation and Clinical Use // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.
