CC BY
652
УДК 796.01:612 ББК 28.903.7 Ш 31
Шаханова А.В.
Доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии факультета естествознания, проректор по научной работе Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 52-48-55 Коблев Я.К.
Доктор педагогических наук, профессор, ректор института физической культуры и дзюдо Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 59-37-62 Гречишкина С.С.
Аспирант кафедры физиологии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 59-39-38, e-mail: [email protected] (Нщ’чный руководитель: Шаханова А.В., доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии факультета естествознания, проректор по научной работе Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 52-48-55)
Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы спортсменов разных видов спорта по данным вариабельности ритма сердца
(Рецензирована)
Аннотация
В статье рассмотрены особенности адаптации сердечно-софдистой системы спортсменов-дзюдоистов и легкоатлетов к физической нагрузке. По данным вариабельности ритма сердца определе-- . -нов: с высокой степенью адаптации (30% дзюдоистов и 47% легкоатлетов), с напряжением регулятор-(54% 53% ) (16% -
, ).
Ключевые слова: резервные возможности, адаптация, вариабельность ритма сердца, сердечно, - , .
Shakhanova A.V.
Doctor of Biology, Professor, Head of Physiology Department of Natural Science Faculty, Vice-Rector on Scientific Work at Adyghe State University, ph. (8772) 59-37-05 Koblev Ya.K.
Doctor of Pedagogy, Professor, Rector of Institute of Physical Training and Judo at Adyghe State University, ph. (8772) 59-37-62 Grechishkina S.S.
Post-graduate student of Physiology Department of Natural Science Faculty at Adyghe State University, ph. (8772) 59-39-38, e-mail: [email protected] (Supervisor of studies: A.V. Shakhanova, Doctor of Biology, Professor, Head of Physiology Department of Natural Science Faculty, Vice-Rector on Scientific Work at Adyghe State University, ph. (8772) 59-39-38)
Specific features of the adaptation of the cardiovascular system of sportsmen shown by data of heart rate variability
Abstract
The paper discusses specific features of cardiovascular system adaptation in judo and track and field athletes to physical loads. The regulatory-adaptive potentialities of sportsmen organisms have been determined using data on heart rate variability. Three groups of sportsmen have been revealed, including those with high degree of adaptation (30% of judo sportsmen and 47% of track and field athletes), with tension of regulatory mechanisms (54% and 53%, correspondingly) and with unsatisfactory adaptation (16% of judo sportsmen).
Key words: reserve potentialities, adaptation, heart rate variability, cardiovascular system, judo sportsmen, track and field athletes.
В основе достижения спортивного мастерства и его роста лежат адаптационные процессы, происходящие в организме спортсмена. В зависимости от особенностей структуры функциональной системы адаптации, ее сложности, уровня развития и
функционального состояния входящих в нее систем формируется общая стратегия адаптации к физической нагрузке, имеющая различную эффективность и цену в зависимости от вида деятельности [1].
Мобилизация и использование функциональных резервов организма, совершенствование имеющихся физиологических механизмов регуляции, направленных на достижение конечного спортивного результата, имеют особое значение при работе переменной мощности, характерной для единоборств, когда каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрые изменения в деятельности центральной нервной системы и двигательного аппарата не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы.
Однако чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем быстрее возникают сдвиги в дыхании, кровообращении, энерготратах, и накапливается меньший кислородный долг. Если работа совершается с относительно постоянной мощностью (что характерно для легкоатлетов), то степень функциональных сдвигов зависит от уровня ее мощности, а также от спортивного мастерства и уровня работоспособности спортсмена. При этом ведущую роль в обеспечении адаптации организма спортсмена к воздействию факторов внешней среды играет сердечно-сосудистая система (ССС), лимитирующая развитие приспособительных реакций организма. Обладая сложными нервно-рефлекторным и гуморальным механизмами, ССС благодаря тонким и чувствительным аппаратам саморегуляции активно участвует в процессах адаптации, лабильно реагируя на малейшие изменения потребностей отдельных органов и систем, согласовывая кровоток в них с гемодинамическими параметрами на ор-ганизменном уровне [1-4].
Переход от срочного этапа к долговременной адаптации основан на формировании структурных изменений как в системе кровообращения, так и в регуляторных системах организма. От состояния регуляторных механизмов аппарата кровообращения в значительной степени зависит характер адаптации организма к физической нагрузке. Согласно исследованиям Р. М. Баевского многоконтурная и многоуровневая реакция системы регуляции кровообращения, изменяющая во времени свои параметры для достижения оптимального приспособительного ответа, отражает адаптационную реакцию целостного организма [1-3, 5].
В многочисленной литературе, касающейся изучения влияния спортивных тренировок на состояние системы кровообращения, относительно мало внимания уделялось исследованию механизмов вегетативной регуляции деятельности сердца, основанной на анализе вариабельности сердечного ритма (ВСР). Ритм сердца, а также сила его сокращений, регулируемые симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, очень чутко реагируют на любые стрессорные воздействия.
Ряд авторов [4, 6] подчеркивают необходимость более детального изучения ВСР, так как нарушения в состоянии регуляторных систем организма предшествуют появлению гемодинамических, метаболических и энергетических нарушений, которые являются наиболее ранними прогностическими признаками донозологических состояний, особенно у спортсменов-дзюдоистов. Происходящие в процессе адаптации к физическим нагрузкам изменения уровня функционирования ССС и ее регуляторных механизмов позволяют также говорить о «цене адаптации», которая определяется степенью напряжения регуляторных механизмов и величиной израсходованных функциональных резервов [2]. С этих позиций становится логичным применение анализа ВСР для оценки адаптивных возможностей организма на основе определения степени активности и напряжения регуляторных механизмов, уровня нейрогуморальной регуляции, установления соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной
нервной системы, оказывающих моделирующее влияние на формирование ВСР.
В плане сказанного, представлялось интересным изучить по данным ВСР физиологические механизмы мобилизации функциональных резервов в условиях адаптации к физической работе, дать качественно-количественную характеристику регуляторноадаптивных возможностей организма спортсменов-дзюдоистов и легкоатлетов [1, 6].
Материалы и методы исследования
В исследовании принимали участие 30 спортсменов-дзюдоистов и 20 спортсменов, занимавшихся легкой атлетикой (кандидатов в мастера спорта), в возрасте 18-22 лет, тренировавшихся на базе Института физической культуры и дзюдо г. Майкопа 5 раз в неделю по 2 часа. Спортивный стаж испытуемых в среднем составлял 3-4 года. Исследования проводились в предсоревновательный период.
Запись электрокардиограммы и расчет показателей ВРС проводились с помощью аппаратно-программного комплекса «Поли-Спектр-12» компании «Нейрософт» (г. Иваново) в положении лежа в течение 5 минут, а также в условиях активной ортостатической пробы в положении стоя в течение 6 минут. Обработка данных и оценка результатов осуществлялись в соответствии с международными стандартами [7]. Статистическую значимость изменений исследуемых показателей рассчитывали по 1;-критерию Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты экспериментального исследования по данным вариабельности ритма сердца показали различный характер адаптационных изменений у обследованных спортсменов. Так, в зависимости от уровня напряжения адаптивных механизмов были выделены следующие группы: с высокой степенью адаптации (1-я группа), с напряжением регуляторных механизмов (2-я группа) и с неудовлетворительной адаптацией (3-я группа).
1-ю группу составили 30% борцов и 47% легкоатлетов, основные параметры ВРС которых свидетельствовали о преобладании влияния парасимпатической нервной системы. Распределение спектральной мощности в ЬБ и НБ диапазонах составило 0,9±0,01%, что соответствовало нормативным значениям и отражало сбалансированный характер симпатических и парасимпатических моделирующих влияний, формирующих ВСР (рис. 1).
дзюдо легкая атлетика
Рис. 1. Динамика ВСР спортсменов с различными адаптивными возможностями
(фоновая проба)
Преобладание HF-компонента в структуре ВСР спортсменов, составивших 1-ю группу, согласуется с представлениями об адаптационно-трофическом защитном действии блуждающих нервов на сердце и является показателем индивидуальной устойчивости здорового организма к физическим нагрузкам и другим стресс-факторам. Высокая активность центральных структур управления и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в состоянии покоя свидетельствует о том, что системы регулирования организма находятся в оптимальном состоянии и отражают высокие энергетические и резервные возможности организма [5].
Большинство спортсменов (54% спортсменов, занимавшихся дзюдо, и 53% спортсменов, занимавшихся легкой атлетикой) составили 2-ю группу, которая характеризовалась напряжением адаптивно-регуляторных механизмов. Функциональные и регуляторно-энергетические сдвиги, возникающие в этот период, не всегда выходят за рамки физиологически допустимых колебаний, но имеют принципиальное значение в спорте, т.к. даже незначительное снижение функциональной активности адаптивнорегуляторных механизмов может привести к потере спортивной формы. В этом случае за счет напряжения регуляторных механизмов осуществляется приспособление физиологических реакций и метаболизма к возрастающим физическим нагрузкам. Однако в целях профилактики перенапряжения механизмов адаптации, снижения функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы и сохранения спортивной работоспособности следует обратить внимание на развитие адаптивных реакций в этой группе обследуемых.
3-я группа включала в себя только спортсменов-дзюдоистов (16%), которые, согласно результатам математического анализа ВСР, характеризовались неудовлетворительной адаптацией регуляторных систем. У них зарегистрирован повышенный тонус симпатической нервной системы вплоть до парадоксальной реакции на ортостатическую пробу, что отражает перенапряжение функционального состояния организма. В покое из спектральных составляющих ВСР наибольшую долю составляли медленные волны второго порядка (VLF-компонент) (рис. 1). По мнению P.M. Баевского и др. [6], волны данного диапазона кардиоритма связаны с активностью надсегментарных центров вегетативной регуляции, которые генерируют медленные ритмы, передающиеся к сердцу через симпатическую нервную систему. Кроме того, в литературе есть указания на то, что высокий уровень мощности очень медленных колебаний сердечного ритма возникает при избыточном ответе адаптационной системы на стресс [4]. Это дает основание расценивать высокий уровень VLF-волн как признак неблагоприятного функционально-адаптивного состояния кардиорегуляторной системы.
Реакция сердечно-сосудистой системы на ортостатическую пробу, которая отражает реактивность парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы, показала аналогичный характер изменений во всех выявленных группах (рис. 2).
В 1-й группе спортсменов показатели ВСР характеризовались высокой степенью адаптационных механизмов, доля VLF-компонента в структуре спектральной мощности существенно не изменялась, возрастала мощность LF-компонента, что является нормальной реакцией организма на изменение положения тела в пространстве при ортостатической пробе. Следовательно, у спортсменов данной группы быстрее повышается функциональная активность при увеличении мощности работы и быстрее происходит восстановление при каждом ее снижении. Это значительно расширяет различные возможности организма [1, 4, 8].
Во 2-й группе испытуемых как в условиях фоновой пробы, так и при изменении положения тела зафиксировано напряжение механизмов регуляции, которое проявлялось в снижении реактивности парасимпатического отдела (ОТ-компонент), преобладании в
структуре ритма сердечного цикла LF-волн, это выражалось в малом приросте показателя LH/HF в положении стоя по сравнению с фоном, когда мощность энергетического спектра волн очень медленного периода (VLF) практически не менялась, что некоторыми авторами расценивается как индикатор напряжения адаптационных механизмов организма спортсменов и служит первым маркером перетренированности [4, 8].
Рис. 2. Динамика ВСР спортсменов с различными адаптивными возможностями
(ортостатическая проба)
Среди спортсменов-дзюдоистов, составивших 3-ю группу с неудовлетворительной степенью адаптации, было зарегистрировано резкое повышение симпатического звена регуляции при недостаточной реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в условиях активной ортостатической пробы.
По мнению В.М. Михайлова [8], А.С. Солодкова, Е.Б. Сологуб [4], данный факт может служить признаком нарастания утомления или перетренированности спортсменов и отражает высокий уровень напряжения регуляторных механизмов ССС.
По мнению некоторых авторов, такое состояние может наступить за 1-3 недели до снижения спортивных результатов [5].
В этом случае необходимо пересмотреть адекватность физической нагрузки и более рационально построить режим тренировок, так как при дальнейшем развитии процессов дезадаптации в ответ на чрезмерные нагрузки могут формироваться стойкие неблагоприятные изменения функций организма, что неизбежно приведет к снижению спортивных результатов и даже утрате спортивной работоспособности.
В целом проведенное исследование показало, что регуляция функционального состояния и процессов адаптации организма большинства спортсменов осуществлялась за счет быстрой системы реагирования ОТ-компонента (уровня активности парасимпатического звена регуляции). Это является оптимальным путем регуляции сердечного ритма у спортсменов.
Значительная степень парасимпатических влияний на сердце в покое определяет высокие резервные возможности сердца. Следовательно, в результате спортивных тренировок при занятиях спортом происходит совершенствование механизмов регуляции, увеличение физиологических резервов и готовности их к мобилизации, что повышает устойчивость организма к длительным и интенсивным физическим нагрузкам в условиях спортивных тренировок и соревнований, когда фиксируются максимальные симпатические влияния вегетативной нервной системы.
В ходе исследования также выявлена группа спортсменов-дзюдоистов с неудовле-
творительным характером адаптивных механизмов ССС, сниженными функциональными резервами и напряжением регуляторных механизмов.
Это значит, что у спортсменов, тренировавшихся преимущественно на развитие скоростно-силовых качеств (дзюдо), не столь эффективно совершенствуются механизмы экономизации ССС в покое, чем у спортсменов, тренировавшихся на выносливость (легкая атлетика).
В связи с тем, что борьба относится к виду спорта, в котором уровень общей физической подготовки спортсменов, наряду с их технико-тактической подготовленностью, является одним из основных и весомых факторов успешного совершенствования, в целях оптимизации функционального состояния организма данного контингента «риска» требуется индивидуальный пересмотр режима тренировок и соревнований, организация медицинской коррекции.
По мнению А.С. Солодкова и Е.Б. Сологуб [4], наиболее рациональный путь к предупреждению адаптационных нарушений состоит в правильно построенном режиме тренировок, отдыха и повышении устойчивости к стрессорным воздействиям.
Примечания:
References:
1. Граевская Н.Д., Долматова Т.И. Спортивная медицина: курс лекций и практические занятия: учеб. пособие: в 2 ч. Ч. 1. М.: Сов. спорт, 2008. 304 с.
2. . ., . .,
..
М.: Изд-во РУДН, 2006. 284 с.
3. Платонов В.Н. Адаптация в спорте. К.: Здоров’я, 1988. 200 с.
4. . ., . . -
века. Общая. Спортивная. Возрастная. М.: Олимпия Пресс, 2005. 528 с.
5. Кардио-гемодинамика при физических нагрузках минимальной мощности / В.Л. Карпман,
З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина и др. // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов: сб., по-свящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В Л. Карпмана / РГАФК. М.: Изд-во РГАФК, 1994. С. 42-46.
6. . . -
пекты оценки и прогнозирования функционального состояния организма при действии факторов длительного космического полета: актовая речь. URL:http//www.phisiology.ru/edu/ref/enc/k.htm1 7. Task Force of the European of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standarts of Measurements, Physiological Inte^iretation, and Clinical Use // Circulation. 1996. № 93. P. 10431065.
1. Graevskaya N.D., Dolmatova T.I. Sports medicine: a course of lectures and a practical training: the manual: in 2 parts. Part 1. M.: Soviet Sports, 2008. 304 p.
2. Baevskiy R.M., Agadjanyan N.A., Berseneva A.P. Problems of adaptation and the health doctrine. M.: RUDN Publishing House, 2006. 284 p.
3. Platonov V.N. Adaptation in sports. K.: Health, 1988. 200 p.
4. Solodkov A.S., Sologub E.B. Human physiology. General. Sports. Age. M.: Olympia Press, 2005. 528 p.
5. Cardio-haemodynamics at physical loads of the minimum capacity / V.L. Karpman, Z.B. Belot-serkovskiy, B.G. Lyubina etc. // Clinical-physiological characteristics of cardiovascular system at sportsmen: Collection of papers devoted to the twenty-fifth anniversary of Prof. V.L.Karpman Sports Medicine Department / RGAFK. M.: RGAFK Publishing House, 1994. P. 42-46.
6. Baevskiy R.M. Theoretical and applied aspects of
estimating and forecasting a functional condition of an organism during action of the long space flight factors: an official report. URL:
http//www.phisiology.ru/edu/ref/enc/k.htm1
7. Task Force of the European of Cardiology and the North American Society of acing and Electro hysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurements, Physiological Inte^retation, and Clinical Use // Circulation. 1996. No. 93. P. 10431065.
8. Михайлов B.M. Вариабельность ритма сердца. 8. Mikhaylov V.M. Heart rate variability. Experience
Опыт практического применения метода. Ива- in practical application of a method. Ivanovo:
ново: Изд-во ИГМА, 2000. 182 с. IGMA Publishmg House 2°°°. 182 p.
