CC BY
49
УДК: 616.12-008.3-073.96:796/799 DOI: 10.12737/13308
ЛОКАЛЬНЫЕ ГИПЕРТОНИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ СОСУДИСТОЙ НАГРУЗКИ СЕРДЦА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
УПРАЖНЕНИЙ ГИМНАСТИКИ «ПИЛАТЕС»
М.Ю. РОСТОВЦЕВА, В.Р. ОРЕЛ, А.В. СМОЛЕНСКИЙ, А.Г. ЩЕСЮЛЬ
Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма, Сиреневый бульвар, д. 4, Москва, Россия, 105122
Аннотация. Эффекты адаптации сердечно-сосудистой системы при выполнении мышечной работы и после ее завершения характеризуются определенными согласованными изменениями комплекса показателей центральной гемодинамики, сосудистой нагрузки сердца и его сократимости. Совместные изменения показателей гемодинамики и показателей взаимодействия сердца и сосудов определяются функциональным состоянием испытуемого, а также мощностью работы, выполняемой соответствующими группами мышц. Показано, что при выполнении отдельных упражнений гимнастики ««Пилатес»» величины сосудистых сопротивлений (при вполне нормальных величинах систолического и диастолического артериального давления) могут достигать значений гипертонического уровня (свыше 2000 дин-с-см-5 для периферического сопротивления R и свыше 2000 дин-см-5 - для эластического сопротивления Еа). Такие величины сосудистых сопротивлений как сосудистой нагрузки сердца получены в ходе некоторого переходного процесса в холе должного напряжения групп позных мышц, которые обеспечивают возможность выполнения определенного упражнения гимнастики ««Пилатес»». В отличие от динамических физических упражнений, выполняемых, например, на велоэргометре, упражнения гимнастики ««Пилатес»» выполняются в квазистатическом режиме. В обоих случаях происходит рост эластического сопротивления, но при динамическом режиме происходит довольно резкое снижение периферического сопротивления, а при квазистатическом режиме одновременно с ростом Еа происходит также увеличение и периферического сопротивления R.
Ключевые слова: сосудистые сопротивления, физические упражнения, гимнастика ««Пилатес»».
LOCAL HYPERTENSIVE VASCULAR EFFECTS OF LOAD OF THE HEART DURING PILATES EXERCISES
M.YU. ROSTOVTSEVA, V.R. OREL, A.V. SMOLENSKY, A.G. SCHESYUL Russian State University of physical culture, sport, youth and tourism, Sirenevy bvd., 4, Moscow, Russia, 105122
Abstract. The effects of adaptation of cardiovascular system during muscular work and after completion are characterized by a certain agreed set of indicators of central hemodynamics, vascular workload of the heart and its contractility. The coordinated changing of hemodynamics and interactions indices of heart and vessels are determined by a functional subject's state and also by capacity of the work performed by the relevant muscle groups. It is shown that when performing certain exercises of gymnastics Pilates, the values of vascular resistance (under normal systolic and diastolic blood pressure) can reach values of hypertensive level (over 2000 din-c/cm5 for peripheral vascular resistance - R and over 2000 din/cm5 for elastic vascular resistance - Eа). Such values of vascular resistance, as vascular load of the heart, are obtained during a transitional process with proper voltage group of postural muscles that provide the ability to perform certain exercises Pilates. In contrast to dynamic physical exercises, for example cycling, exercises Pilates are performed in quasi-static mode. In both cases, there is the growth of elastic vascular resistance, but in dynamic mode there is a fairly dramatic decrease in peripheral resistance, and in the quasi-static regime - an increasing EA simultaneously with the increase in peripheral resistance R.
Key words: vascular resistances, physical exercises, exercises Pilates.
Цель исследования - выявление гемодинами-ческих эффектов при достижении повышенных значений гипертонического уровня показателей сосудистой нагрузки сердца при выполнении упражнений гимнастики ««Пилатес»».
Материалы и методы исследования. Исследования показателей центральной гемодинамики [3] и сосудистой нагрузки сердца [4,5,7] при выполнении упражнений гимнастики ««Пилатес»» проводились в условиях лаборатории НИИ спорта РГУФКСМиТ. В
исследованиях участвовали 12 студенток кафедры ТиМ гимнастики. Девушки выполняли по 5 основных упражнений гимнастики ««Пилатес»» [6], ориентированных на работу мышц пресса, мышц передней и задней поверхностей бедер, ягодичных мышц. Упражнения выполнялись в плавном режиме, без резких движений рук и спины, что необходимо для качественной регистрации реограмм центрального пульса [2]. На каждом кардиоцикле реограммы центрального пульса определялись длительность сердечного цикла
и соответствующее значение ЧСС, ударный объем крови (УО), длительность периода изгнания р), по которым с учетом ранее измеренных величин систолического и диастолического артериального давления определялись [4,7] величины периферического (Я) и эластического сопротивлений (Еа) артериальной системы. Следует отметить, что возможности регистрации реограмм центрального пульса [2] для определения основных показателей центральной гемодинамики [3,8], а также возможности изучения сосудистой нагрузки сердца [4,5,7] стали доступны только благодаря широкому применению компьютерной техники [10] в биомедицинских исследованиях.
Результаты и их обсуждение. Одним из современных направлений в фитнесе является использование комплексов упражнений изотонической направленности [9]. Близким по направленности воздействий на мышечный аппарат является комплекс упражнений ««Пилатес»» [6], выполнение которых происходит в значительно более плавном режиме, чем при занятиях Изотоном [9].
Прослежены изменения ЧСС, УО, минутного кровотока и сосудистых сопротивлений (периферического и эластического) при выполнении упражнений гимнастики ««Пилатес»» [6].
На рис.1 представлены изменения ЧСС и ударного объема крови при непрерывном выполнении упражнений гимнастики ««Пилатес»» одной из испытуемых.
30 -1-■-:-
О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Время, млн
Рис. 1. Изменения ЧСС и ударного объема крови (УО) при тестировании отдельных упражнений гимнастики «Пилатес»
При выполнении 1-го упражнения «Сотня» (3-4-я минуты) [6] с циклической нагрузкой мышц пресса ЧСС возрастает от 65 до 93 уд/мин, а УО снижается с 70 до 45 мл. Одновременно происходит уменьшение минутного кровотока (МОК) с 6 до 3,4 л/мин, что сопряжено с натуживанием, снижающим венозный возврат. Аналогичные эффекты наблюдаются с 5-й по 6-ю минуты («Круг ногой»), а также с 9-й по 10-ю («Велосипед») и с 16-й по 17-ю минуты («Крест») выполнения упражнений гимнастики «Пилатес» [6]. Эти упражнения характеризуются прямо противоположными (реципрокными) изменениями ЧСС и УО.
Следует отметить, что синхронные и разнонаправленные (рис. 1) изменения ЧСС и УО при вы-
полнении упражнений гимнастики «Пилатес» и соответствующих восстановлениях весьма отличаются от изменений ЧСС и УО при работе на велоэргомет-ре. При педалировании в ходе врабатывания наблюдается синхронный рост как ЧСС, так и УО, а при восстановлении эти показатели также синхронно снижаются [3].
В этих условиях также получены данные о динамике сосудистых сопротивлений (периферического и эластического), которые вычислялись по известным формулам [4,7].
Периферическое сопротивление (рис. 2) на первой половине времени выполнения комплекса упражнений (до 11 минуты) изменялось в пределах от 1500 до 2000 дин-с-см-5. После 11-й минуты исследования периферическое сопротивление в основном изменялось в зоне от 2000 до 2500 дин-с-см-5. По-видимому, это связано с напряжением позных мышц, обеспечивающих круговые горизонтальные движения ног гимнастки, которые выполняются при стоянии гимнастки в упоре на руках и коленях.
л(КМ
|о«1 0 ■
0 14 6 в 10 П 14 1С 18 10 2!
Нрсмя, мин
Рис. 2. Периферическое (Я) и эластическое (Ea) сопротивления при тестировании отдельных упражнений гимнастики «Пилатес»
Изменения эластического сопротивления артериальной системы на первой половине исследования происходили в пределах от 1100 до 2300 дин-см-5, а на второй половине исследования Еа изменялось в пределах от 1500 до 2500 дин-см-5 (рис. 2). Это также связано с напряжением позных мышц и обуславливает выраженное снижение УО (рис. 1).
Подчеркнем, что при малых нагрузках упражнений комплекса ««Пилатес»» величины эластического и периферического сопротивлений артериальной системы за счет эффектов натуживания пресса и напряжения позных мышц могут одновременно превышать 2000 дин-см-5, что характерно для этих сосудистых сопротивлений при гипертонической болезни [7].
На рис. 3 в ЯЕ-координатах представлена ЯЕ-диаграмма двух фрагментов 30-секундных повторов упражнений комплекса «Пилатес».
Происходит (рис. 3) одновременное увеличение периферического и эластического сопротивлений артериальной системы, а затем их практически син-
хронное снижение. При этом рост периферического и эластического сопротивлений проходит по правой растущей ветви каждой кривой, а последующее снижение сопротивлений в ходе восстановления проходит вдоль левых нисходящих ветвей этих кривых. Начало и окончание фрагментов кривых на рис.5 локализованы практически на верхней границе зоны -нормы (остальные зоны из [5] не представлены на рис. 3). Сами же кривые изменения сосудистой нагрузки сердца (рис. 3) почти полностью расположены в переходной промежуточной зоне между областями RE-нормы и RE-гипертонии [7], несколько входя и в зону гипертонии (рис. 3) начальной стадии.
8 ¡511« ■
RF-нормя
En-Mi
* Г а-Li, 15
в Еш-16,15
о fniiJA?
Л 5(10 --1-I-I-
NIKI ism 160U iniin 24IIU змии
. 'iiф. ;r I. скос сЛ|фоГ|тв.1гшгг Н (лин-«ы-й)
Рис. 3. RE-диаграмма фрагментов повторов упражнений комплекса гимнастики «Пилатес» и восстановления на 3-й и 4-й и на 16-й и 17-й минутах
На восходящих ветвях кривых (рис. 3) отражены процессы вазоконстрикции капилляров периферического русла (рост периферического сопротивления R) и усиления жесткости стенок аорты и крупных артерий (рост эластического сопротивления Е). На левых нисходящих ветвях (рис. 3) одновременного снижения обоих сосудистых сопротивлений отражены процессы расширения капилляров периферического русла и расслабления гладких мышц стенок аорты и других крупных сосудов аортальной компрессионной камеры.
Отметим достоверные уровни [1] корреляционных связей (p<0,02) между наборами величин сосудистых сопротивлений R и Ea, по которым построены кривые на рис. 3: г=0,586 на левой кривой и г=0,538 -на правой кривой.
Восходящие ветви обеих кривых (рис. 3) хорошо согласуются с правой ветвью квадратичной параболы, проведенной по средним данным сосудистых сопротивлений в покое (норма), при двух физических нагрузках (500 и 1000 кгм/мин) и при гипертонической болезни [5]. Процессы восстановления после прекращения повторов упражнений гимнастики «Пилатес» проходят по нисходящим ветвям обеих кривых. Причем нисходящие ветви не повторяют форму и положение соответствующих восходящих ветвей (рис. 3). И хотя в конечных точках кривых восстановления (рис. 3) величины эластического сопротивления возвращаются к начальным значениям Еа, величины периферических сопротивлений в конечных точках обеих кривых оказываются меньше, чем в начальных точках. Иными
словами, периферическое сопротивление после выполнения малоинтенсивных физических нагрузок гимнастики «Пилатес» [6] в ходе краткого процесса восстановления становится ниже своего исходного уровня перед выполнением нагрузки.
Выводы:
1. В отличие от велоэргометрических нагрузок в условиях малых физических нагрузок комплекса «Пилатес» ЧСС возрастает при одновременном снижении ударного объема крови, а затем ЧСС снижается при восстановлении одновременно с компенсаторным ростом ударного объема крови.
2. При малых нагрузках упражнений комплекса «Пилатес» величины эластического и периферического сопротивлений артериальной системы за счет эффектов натуживания пресса и напряжения позных мышц могут кратковременно превышать 2000 (дин-см-5 и дин-с-см-5 соответственно), что характерно для величин этих сопротивлений при гипертонической болезни.
3. Переходный процесс при квазистатических нагрузках отдельных упражнений гимнастики ««Пи-латес»» сопровождается одновременным увеличением периферического и эластического сопротивлений вдоль усредненной квадратичной зависимости между R и E, полученной с учетом данных нормы, динамических мышечных нагрузок и показателей при гипертонической болезни.
4. Периферическое сопротивление после выполнения физических нагрузок гимнастики ««Пилатес»» в ходе краткого процесса восстановления становится ниже своего исходного донагрузочного уровня.
Литература
1. Зайцев В.М., Лифляндский В.Г., Маринкин В.И. Прикладная медицинская статистика: Учебное пособие. 2-е изд. СПб.: ООО «Издательство ФОЛИАНТ». 2006. 432 с.
2. Инструментальные методы исследования в кардиологии / Под научн. Ред. Г.И. Сидоренко. Минск, 1994. 272 с.
3. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов. М.: ФиС, 1982. 135 с.
4. Эластическое сопротивление артериальной системы у спортсменов / Карпман В. Л., Орел В.Р., Кочина Н.Г. [и др.] // Клиникофизиологиче-ские характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов. М.: РГАФК, 1994. С. 117-129.
5. Орёл В.Р., Амнуэль Л.Ю., Орёл В.В., Травин-ская А.Г. Уровень артериального давления и сосудистые сопротивления // В сб.: Спортивная медицина и исследования адаптации к физическим нагрузкам. Научные чтения, посвященные 80-летию со дня рождения проф. В.Л.Карпмана. М.: РГУФК, 2005. С. 49-58.
6. Орел В.Р., Ростовцева М.Ю., Головина Л.Л., Александрова В.А., Маркарян В.С., Щесюль А.Г. Ге-модинамические особенности упражнений гимна-
стики ««Пилатес»» // В сб.: Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы. XI-я научно-практическая конференция. М.: ГКГ МВД РФ, 2009. С. 303-310.
7. Орел В.Р., Смоленский А.В, Червяков Д.М., Качалов А.А. Артериальное давление и неинвазив-ные оценки величин сосудистых сопротивлений (норма, мышечная работа, гипертоническая болезнь) // Терапевт. 2013. №6. С. 57-61.
8. Парашин В.Б., Иткин Г.Н. Биомеханика кровообращения / Под ред. С.И.Щукина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2005. 224 с.
9. Селуянов В.Н. Методика силовой подготовки в оздоровительной физической культуре // Аэробика. 2000. Зима. C. 2-5.
10. Noordergraaf A. Hemodynamics // In Biological engineering. 1969. V. 9. P. 391-545.
References
1. Zaytsev VM, Liflyandskiy VG, Marinkin VI. Prik-ladnaya meditsinskaya statistika: Uchebnoe poso-bie. 2e izd. SPb.: OOO «Izdatel'stvo FOLIANT»; 2006. Russian.
2. Instrumental'nye metody issledovaniya v kardi-ologii / Pod nauchn. Red. G.I. Sidorenko. Minsk; 1994. Russian.
3. Karpman VL, Lyubina BG. Dinamika kro-voobrashcheniya u sportsmenov. Moscow: FiS; 1982. Russian.
4. Karpman VL, Orel VR, Kochina NG, et al. Elasti-cheskoe soprotivlenie arterial'noy sistemy u sportsme-
nov. Klinikofiziologicheskie kha-rakteristiki serdechno-sosudistoy sistemy u sportsmenov. Moscow: RGAFK; 1994. Russian.
5. Orel VR, Amnuel' LYu, Orel VV, Travin-skaya AG. Uroven' arterial'nogo davleniya i sosudi-stye sopro-tivleniya. V sb.: Sportivnaya meditsina i issledovaniya adaptatsii k fizicheskim nagruzkam. Nauchnye chteniya, posvyashchennye 80-letiyu so dnya rozh-deniya prof. V.L. Karpmana. Moscow: RGUFK; 2005. Russian.
6. Orel VR, Rostovtseva MYu, Golovina LL, Alek-sandrova VA, Markaryan VS, Shchesyul' AG. Gemo-dinamicheskie osobennosti uprazhneniy gimna-stiki ««Pilates»». V sb.: Diagnostika i lechenie narusheniy regulyatsii serdechno-sosudistoy siste-my. KhI-ya nauchno-prakticheskaya konferentsiya. Moscow: GKG MVD RF; 2009. Russian.
7. Orel VR, Smolenskiy AV, Chervyakov DM, Ka-chalov AA. Arterial'noe davlenie i neinvazivnye otsenki velichin sosudistykh soprotivleniy (norma, myshech-naya rabota, gipertonicheskaya bolezn'). Tera-pevt. 2013;6:57-61.
8. Parashin VB, Itkin GN. Biomekhanika kro-voobrashcheniya. Pod red. S.I.Shchukina. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana; 2005. Russian.
9. Seluyanov VN. Metodika silovoy podgotovki v ozdorovitel'noy fizicheskoy kul'ture. Aerobika. 2000;Zima:2-5. Russian.
10. Noordergraaf A. Hemodynamics. In Biological engineering. 1969;9:391-545.
УДК: 616.12-008.3-073.96:796/799 DOI: 10.12737/13309
ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И СОСУДИСТОЙ НАГРУЗКИ СЕРДЦА У ЛУЧНИКОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ НАТЯЖЕНИЯ ЛУКА
В.Р. ОРЕЛ, Р.В. ТАМБОВЦЕВА, А.А. ШИТЯ, А.Н. ГАЦУНАЕВ
Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма, Сиреневый бульвар, д. 4, Москва, Россия, 105122
Аннотация. Комплексные исследования центральной гемодинамики и сосудистой нагрузки сердца у спортсменов различных специализаций и уровней мастерства проводятся в РГУФКСМиТ в течение последних 30 лет. Однако данные о показателях центральной гемодинамики и сосудистой нагрузки сердца у высококвалифицированных лучников в условиях натяжения лука практически отсутствуют. Определение величин сосудистых сопротивлений - периферического и эластического при натяжении лука затруднено из-за необходимости измерения артериального давления, что практически невозможно, поскольку при обычном способе натяжения лука напряжены обе руки. Для моделирования натяжения лука используется эспандер, один из концов которого жестко закреплен, а растяжение эспандера с другого конца одной рукой моделирует натяжение лука и позволяет на второй руке производить измерение артериального давления. Показано, что в ходе исследований сосудистые сопротивления изменяются в широких пределах - от оптимальных и нормальных уровней до предгипертониче-ских и гипертонических уровней их величин. При этом систолическое и диастолическое давления остаются на уровне нормы как до начала растяжения эспандера, так и в ходе натяжения и при восстановлении. С ростом сосудистых сопротивлений величины ударного и минутного объемов крови достоверно снижаются.
Ключевые слова: лучники, растяжение эспандера, ударный объем крови, эластическое сопротивление, периферическое сопротивление, минутный кровоток.
