CC BY
31особенности реализации нырятельного рефлекса при подготовке спортсменов синхронного плавания
УДМ^С 796.01:612 Поступила в редакцию 11.11.2019 г.
Информация для связи с автором: baranovati@gmail.com
Магистрант Т.А. Землянухина1
Кандидат педагогических наук, доцент Т.В. Рыбьякова2 Магистрант Е.Ю. Подъячева1
Доктор биологических наук Т.И. Баранова1
'Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург 2Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург
FEATURES OF DIVING REFLEX IN SYNCHRONIZED SWIMMERS Master student T.A. Zemlyanukhina'
PhD, Associate Professor T.V. Rybyakova2 Master student E.Yu. Podyacheva1 Dr. Biol. T.I. Baranova1
'Saint Petersburg State University, St. Petersburg
2Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg
Аннотация
Цель исследования - выявить особенности реализации нырятельного рефлекса при подготовке спортсменов синхронного плавания. Методика и организация исследования. Обследовано 36 спортсменок синхронного плавания: мастера спорта и перворазрядницы. Исследованы характеристики сердечно-сосудистой системы.
Результаты исследования и выводы. Обнаружена обратная высокая корреляционная зависимость между длительностью апноэ, выраженностью бра-дикардии и скоростью ее нарастания при погружении. Учитывая, что длительность задержки дыхания при погружении и легкость ее перенесения в синхронном плавании имеют существенное значение при выполнении фигур, можно заключить, что наиболее благоприятным типом реагирования для этого вида спорта является ареактивный, характеризующийся незначительным замедлением сердечного ритма и умеренной констрикцией периферических сосудов. Несмотря на то что нырятельный рефлекс выполняет защитную функцию при нырянии, способствуя экономному расходованию кислорода и сохранению мозгового кровотока при кратковременных погружениях в синхронном плавании, сильные вагусные влияния на работу сердца, реализующиеся в момент погружения и замедляющие кровоток, препятствуют мобилизации функциональных резервов организма. Это может неблагоприятно сказываться на результатах.
Таким образом, выявлен оптимальный тип реагирования сердечно-сосудистой системы на ныряние для занятий синхронным плаванием. Авторами вносится предложение - ввести в спортивный отбор для занятий синхронным плаванием оценку реакции сердечно-сосудистой системы на ныряние.
Ключевые слова: спортсмены синхронного плавания, нырятельный рефлекс, сердечно-сосудистая система, функциональные резервы организма.
Annotation
Objective of the study was to identify the features of diving reflex in synchronized swimmers.
Methods and structure of the study. Sampled for the study were 36 female synchronized swimmers of different sport qualifications (masters of sport and first-rank athletes). Their cardiovascular indices were analyzed. Results and conclusions. We detected an inverse high correlation between the apnea duration, degree of bradycardia, and rate of its increase during immersion. Considering that the breathhold duration in synchronized swimming and the ease with which it is tolerated is essential for the performance of figures, it can be concluded that the most favorable type of reaction in this sport is an areactive one, characterized by a slight deceleration of the heart rate and moderate constriction of the peripheral vessels. Although the diving reflex performs a protective function during immersion, thus contributing to the economical oxygen consumption and preservation of the cerebral blood flow, during short-term immersion the strong vagal effects on the cardiac function realized at the moment of immersion and slowing down of the blood flow hindered mobilization of the functional reserves of the body. This may adversely affect the competitive results. Therefore, the optimal type of cardiovascular response to diving in synchronized swimming was identified. The authors propose that evaluation of the cardiovascular response to diving should be included in the sports selection for synchronized swimming.
Keywords: synchronized swimmers, diving reflex, cardiovascular system, functional reserves of the body.
Введение. Деятельность спортсменов синхронного плавания имеет ряд физиологических особенностей, отличающих ее от работы в условиях воздушной среды. Вода является мощным раздражителем температурных и тактильных рецепторов кожи. Особенно чувствительна к ее воздействию кожа лица и шеи. При погружении именно этих частей тела в воду реализуется мощная цепь врожденных рефлекторных сердечно-сосудистых реакций, так называемый нырятельный
рефлекс [4]. При реализации нырятельного рефлекса во время погружения в воду активируются холодовые и тактильные рецепторы кожи. От них по афферентным путям лицевого и тройничного нерва сигналы передаются на X пару черепно-мозговых нервов, а оттуда на синусовый узел сердца, вследствие чего происходит рефлекторное снижение ЧСС, иногда наблюдают уменьшение ударного объема крови, при этом уменьшается минутный объем кровотока. Одновременно
Пример динамики показателей кровообращения при погружении в воду, испытуемый И.К.
ЭКГ - электрокардиограмма, ИРГТ - интегральная реограмма, ФПГ -фотоплетизмограмма, РВГ - реовазограмма, индекс d - дифференциал соответствующей реограммы, Т апноэ - время погружения
с этим из сосудодвигательного центра продолговатого мозга по симпатическим нервным волокнам сигнал поступает на стенки периферических сосудов, вызывая сужение сосудов кожи, неработающих мышц, сосудов желудочно-кишечного тракта и брюшной полости (см. рисунок).
Эти реакции усиливаются, если погружение связано с задержкой дыхания, падением парциального давления кислорода и накоплением углекислого газа в крови и тканях. При этом происходит селективное перераспределение кровотока от органов, устойчивых к недостатку кислорода, к сердцу и мозгу, неустойчивых к гипоксии [4]. Таким образом, в условиях дефицита кислорода экономится его расход. То есть данный комплекс реакций носит защитный характер. Вместе с тем физическая нагрузка в связи с высокими энергозатратами сопровождается интенсивным потреблением кислорода. На «суше» это влечет за собой мобилизацию кардиореспира-торной системы: увеличение ЧСС, ударного объема сердца, частоты и глубины дыхания. Налицо конфликт - врожденный рефлекс, направленный на сбережение кислорода (рефлекторная брадикардия, сужение сосудов), вместе с тем напряженная физическая работа требует дополнительного притока кислорода и, следовательно, мобилизации газотранспортных систем. Как ведет себя организм в этих условиях? Рассмотрим это на примере спортсменок синхронного плавания.
Цель исследования - выявить особенности реализации нырятельного рефлекса при подготовке спортсменов синхронного плавания.
Методика и организация исследования. Обследовано 36 спортсменок синхронного плавания: 16 мастеров спорта (15-17 лет), 10 спортсменов I взрослого разряда (12-14 лет). Для того чтобы оценить выраженность нырятельного рефлекса, достаточно погрузить в воду лицо. Это дает возможность проводить исследование в условиях лаборатории, используя модель имитации ныряния [1, 2]. Испытуемые, лежа на животе, погружали лицо в воду на задержанном дыхании. Температура воды и воздуха были приближены к условиям бассейна и составляли соответственно 27±1,3 °С и 26±2,1 °С. Контрольные измерения ЧСС проводили в бассейне при полном погружении головой вниз. Измерение ЧСС в бассейне проводили методом радиопульсометрии с использованием передатчиков PolarTeamSystem. В лабораторных условиях в состоянии покоя во время пробы, имитирующей ныряние, и в процессе восстановления по ее окончании, измеряли методом интегральной реографии по Тищенко ударный объем сердца (УО, мл), минутный объем кровотока (МОК, л), методом фотоплетизмографии (ФПГ) определяли показатель, косвенно
отражающий тонус периферических сосудов - амплитуду систолической волны (АСВ, рт) в дистальной фаланге кисти руки. Регистрировали также ЭКГ в стандартных отведениях и артериальное давление (АД). Используя показатели ЭКГ по методу, разработанному Т. И. Барановой [2], определяли тип нырятельной реакции. Для этого использовали показатели: латентный период развития рефлекторной брадикардии (появление при погружении лица в воду кардиоинтервала, превышающего максимальный в фоне - L, с); выраженность брадикардии (отношение максимального кардиоинтервала при погружении к максимальному в фоне - ВБ, отн. ед.); время появления максимального кардиоинтервала при погружении - t (с). Фиксировали время задержки дыхания при погружении - Т (с). На основе этих показателей устанавливали тип реагирования сердечно-сосудистой системы. Высокореактивный тип - латентный период брадикардии L<9 с, ВБ> 1,25, t - близко к окончанию апноэ. Реактивный - латентный период брадикардии L> 9 с, ВБ > 1,11, t - может появляться в середине апноэ. Парадоксальный тип - наблюдается увеличение ЧСС при погружении в воду, ВБ <0,89. Организм при этом реагирует на погружение, как на стресс. Ареактивный тип - брадикардия не развивается, 1,1 < ВБ> 0,9.
Насыщение крови О2 определяли способом пульсоксиме-трии (пульсоксиметр фирмы «Мицар»).
Для оценки статистической значимости изменений использовали непараметрические методы Уилкоксона и Манна-Уит-ни. Корреляционный анализ проводили по методу Спирмена.
Результаты исследования и их обсуждение. Замедление сердечного ритма и констрикция периферических сосудов, а также повышение артериального давления при погружении в воду зависят от реактивности вегетативной нервной системы, от адаптированности к работе в воде (нырянию и плаванию), а также от генетических особенностей организма [3].
Анализ реакции нырятельного рефлекса у спортсменок синхронного плавания. Сопоставление результатов по изменению ЧСС в лабораторных условиях и в бассейне при полном погружении спортсменок не выявило различий.
Длительность апноэ при имитации ныряния в среднем по группе составило 83,6 ± 23,9 с. Анализ характера замедления ЧСС при погружении показал, что у группы мастеров синхронного плавания латентный период замедления ЧСС больше, а выраженность брадикардии меньше, чем у нетренированных обследованных. Среди спортсменок синхронного плавания выше процент представителей ареактивного типа, чем у нетренированных. Так, среди спортсменок этой группы представители ареактивного типа составили 40 %, реактивного - 50 %, высокореактивного - 6,7 0% парадоксального - 3,3 %, у не занимающихся спортом, соответственно ареактивных, - 13-15 0%, реактивного - 45-55 0%, высокореактивного 35-40 0%, парадоксального - 3,5-5 0%. При этом в группе перворазрядниц процентное соотношение типов реакций несколько отличается: высокореактивных - 30 0%, реактивных - 40 0%, ареактивных - 20 0%, парадоксальных - 10 0%. Корреляционный анализ выявил прямую корреляционную зависимость между временем апноэ, латентным периодом и временем появления максимального кардиоинтервала во время погружения (КК=0,88, р<0,01). Обратная корреляция обнаружена между выраженностью брадикардии и временем апноэ (КК=0,68, р<0,01). Таким образом, чем сильнее холинергические влияния на сердце, замедляющие сердечный ритм, тем короче апноэ при имитации ныряния.
Наиболее выраженное снижение SpO2 наблюдали у спортсменки парадоксального типа (с преобладанием адре-нергических влияний на сердце). При длительности апноэ
Изменение артериального давления у спортсменок I разряда и мастеров спорта по синхронному плаванию при имитации ныряния
Показатели Исходное состояние Имитация ныряния
Мастера спорта I разряд Мастера спорта I разряд
Систолическое давление, мм рт. ст. 109,5± 3, 5 104,5± 2,9 124,3±4,1 137,6±4,7**
Диастолическое давление, мм рт. ст 66±1,9 67±2,1 79,3± 2, 1 92,7±3,1**
Примечание. *p<0,05; ** p<0,01 - по критерию Манна-Уитни между МС и I разрядом
53 с сатурация кислородом снизилась у нее до SpO2=84 %, в то время как у спортсменки ареактивного типа при апноэ 71 с - SpO2=94 %.
Анализ периферического кровотока во время имитации ныряния. У всех спортсменок наблюдали снижение АСВ, отражающей кровенаполнение периферических сосудов. При этом снижение АСВ у перворазрядниц значительно больше (p<0,01), чем у мастеров спорта. У перворазрядниц АСВ в состоянии покоя и при погружении - соответственно 0,82±0,21 и 0,26±0,07, у мастеров спорта - 0,87±0,13 и 0,53±0,03, у нетренированных людей - 0,74±0,15 и 0,33±0,04.
Рост артериального давления во время имитации ныряния. Одним из отличий реализации нырятельной реакции у человека является повышение АД. При этом АД у одних людей повышается во время погружения на 10-15 мм рт. ст., а у других - на 80-100 мм рт. ст. Повышение АД во время ныряния является следствием периферического вазо-спазма. При этом следует отметить, что у мастеров спорта повышение давления, как и сужение периферических сосудов, выражено в меньшей степени, чем у перворазрядниц (см. таблицу).
Выводы. Обнаружена обратная высокая корреляционная зависимость между длительностью апноэ, выраженностью брадикардии и скоростью ее нарастания при погружении. Учитывая, что длительность задержки дыхания при погружении и легкость ее перенесения в синхронном плавании имеют существенное значение при выполнении фигур, можно заключить, что наиболее благоприятным типом реагирования для этого вида спорта является ареактивный, характеризующийся незначительным замедлением сердечного ритма и умеренной констрикцией периферических сосудов. Несмотря на то что нырятельный рефлекс выполняет защитную функцию при нырянии, способствуя экономному расходованию кислорода и сохранению мозгового кровотока при кратковремен-
ных погружениях в синхронном плавании, сильные вагусные влияния на работу сердца, реализующиеся в момент погружения и замедляющие кровоток, препятствуют мобилизации функциональных резервов организма. Это может неблагоприятно сказываться на результатах. Является ли тип реагирования врожденным? Или он может измениться в процессе тренировки? Наши многолетние наблюдения показали, что у 75 % представителей высокореактивного типа под воздействием тренировок реактивность снижается. У 25 % она сохраняется в течение жизни. Наблюдали также случай, когда у спортсменки в начале спортивной деятельности, характеризовавшейся высокореактивным типом в процессе спортивных тренировок, неблагоприятные сильно выраженные вагусные влияния на сердце при погружении нивелировались активацией симпатической нервной системы (парадоксальный тип реагирования). То есть сформировалась стресс-реакция на ныряние. Такой тип реагирования не является благоприятным, поскольку способствует повышению гипоксической нагрузки. Вместе с тем, как показали наблюдения, такая компенсация со временем вызывает формирование нейрогенно-индуцированной гипертензии.
Мы полагаем, что тип реагирования сердечно-сосудистой системы на ныряние необходимо учитывать при отборе детей для занятий синхронным плаванием.
References
1. Andersson J., Liner V.Y., Fredsted A., Schagatay K.A. Cardiovascular and respiratory responses to apneas with and without face immersion in exercising humans. J Appl Physiol. 2004. no. 96. pp.1005-1010.
2. Baranova T.I. Characteristics of the human cardiovascular system in the human diving response. Russian J. of Physiology. 2004. No. 90(1). pp. 20-31.
3. Baranova T.I., Berlov D.N., Glotov O.S. et al. Genetic determination of the vascular reactions in humans in response to the diving reflex. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2017. No. 312 (3). pp. 622-631.
4. Gooden B.A. Mechanism of the human diving response. Integrative physiological and behavioral science. 1994. No. 29(1). pp.6-16.
НАУЧНАЯ ЖИЗНЬ
В октябре 2020 г на базе Российского государственного университета физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК) будет организован круглый стол на тему: «ТЕНДЕНЦИИ И ИННОВАЦИИ ТРЕНЕРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ВОЛЕЙБОЛЕ», посвященный 90-летию кафедры спортивных игр и 25-летнему юбилею кафедры теории и методики волейбола, а также в рамках подготовки к чемпионату мира 2022 г Направления работы круглого стола:
• Теоретико-методологические аспекты развития волейбола.
• Психолого-педагогические и медико-биологические аспекты подготовки волейболистов.
• Спортивный отбор и комплектование команд в волейболе.
• Физическая и технико-тактическая подготовка волейболистов. Требования к оформлению материалов:
Прием научных материалов (статей) осуществляется до 10 июля 2020 г. в адрес эл. почты vsht12@mail.ru. Материалы оформляются с соблюдением требований, размещенных на сайте РГУФКСМиТ в разделе «Научные конференции». Контакты оргкомитета:
Кафедра ТиМ волейбола, тел. +7 (499) 166-53-40.
Электронный адрес для подачи заявок и статей vsht12@mail.ru (в теме письма обязательно нужно указывать направление конференции).
