CC BY
53
ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У СТУДЕНТОВ-СПОРТСМЕНОВ РАЗЛИЧНОГО ПРОФИЛЯ
УДК: 612.1
14.01.05 — Кардиология
14.02.03 — Общественное здоровье и здравоохранение Поступила 17.06.2020 г.
А. К. Мартусевич1,2, И. В. Бочарин1^, М. С. Гурьянов1, С. Б. Мамонова1
!фГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, Нижний Новгород; 2ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия», Нижний Новгород
Цель исследования — анализ параметров вариабельности сердечного ритма у студентов различного спортивного профиля.
Материалы и методы. Обработаны результаты кардиоинтервалографического исследования 96 студентов (возраст 18-21 год), входящих в сборные команды по легкой атлетике (n=49) и флорболу (n=47). Для регистрации ЭКГ и анализа гемодинамических показателей, в том числе характеризующих вариабельность сердечного ритма, применяли систему спортивного тестирования Medical Soft (вариант MS FIT Pro, Россия). Для мониторинга использовали стандартные гемодинамические параметры (уровень артериального давления, частота пульса, ударный объем, сердечный выброс и др.), статистические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма, а также интегральный критерий состояния микроциркуляции. Анализ данных производили в соответствии с возрастными нормативами.
Результаты. Изученные параметры вариабельности сердечного ритма у большинства студентов-спортсменов укладывались в пределы физиологической возрастной нормы. Большими адаптивными резервами и, следовательно, более оптимальным уровнем тренированности миокарда обладали легкоатлеты по сравнению с флорболистами.
Заключение. На состояние сердечной деятельности у студентов-спортсменов влияет их профиль спортивной подготовки.
Ключевые слова: студенты; спортсмены; гемодинамика; вариабельность сердечного ритма.
PARTICULARITIES OF HEART RATE VARIABILITY IN STUDENTS-ATHLETES OF DIFFERENT SPORT SPECIALTY
A.K. MartusevichV, I.V. BocharinV, M.S. Gur'yanov1, S.B. Mamonova1
^-Privolzhsky Research Medical University, Nizhny Novgorod 2Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod
The aim of the study was to analyze the parameters of heart rate variability in students of various sports specialties. Material and methods. The research included the results of a cardiointervalographic study of 96 students (age 18-21 years) being the members of the national teams of their Universities in athletics (n=49) and floorball (n=47). We used the «Medical Soft» sports testing system («MS FIT Pro» version, Russia) to register ECG and to analyze the hemodynamic parameters, including characterizing the heart rate variability. The routine hemodynamic parameters (blood pressure level, pulse rate, shock volume, cardiac output, etc.), statistical and spectral parameters of heart rate variability as well as an integral criterion of microcirculation status were used for monitoring. The data analysis was performed in accordance with the age standards.
Results. The conducted research allowed us to establish that the studied parameters of heart rate variability in the majority of student-athletes generally fell within the limits of the physiological age range. At the same time, track and field athletes had greater adaptive reserves and as a result a more optimal level of myocardial fitness compared to floorball players.
Conclusion. Thus, the sports training profile of student-athletes affects the state of their heart functioning. Key words: students; athletes; hemodynamics; heart rate variability.
Оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) является одним из наиболее универсальных индикаторов состояния сердечно-сосудистой системы [1-3]. Показано, что анализ ВСР способен верифицировать как внутрисердечные механизмы регуляции гемодинамики, так и характер внешних (ней-рогуморальных, метаболических и др.) влияний на сердечный ритм [1, 2, 4, 5]. Комплексное изучение ВСР продемонстрировало свою информативность при различных заболеваниях и патологических состояниях, включая непосредственно кардиологическую (например, эссенциальную гипертензию [6]) и внекардиальную патологии (в частности, тяжелые ожоги [7] и алкогольную абстиненцию [8]).
Отдельным аспектом применения кардиоинтерва-лографии является мониторинг состояния различных групп населения, в том числе студенческой молодежи, которая априорно должна относиться к категории «практически здоровых лиц» [9, 10]. С другой стороны, у данной группы выявлены различные нарушения состояния сердечно-сосудистой системы [3, 9, 10]. Однако эта проблема, в том числе с позиций диагностики преморбидной патологии, изучена недостаточно подробно. Еще одной, слабо освещенной проблемой оказался анализ кардиоваскулярных резервов у значительной доли студентов, активно занимающихся спортом [3, 11, 12]. Имеются некоторые сведения, касающиеся переносимости нагрузок [12, 13] и стрессовых ситуаций [11, 14]. Указано наличие связи между успеваемостью студентов и уровнем их физической работоспособности по параметрам ВСР [11, 14, 15]. В то же время в литературе присутствуют лишь единичные косвенные свидетельства неодинаковости различий состояния сердечного ритма в зависимости от спортивного профиля студента [16, 17]. Важно отметить, что учет данного параметра способен влиять на степень выявляемости негативных кардиоваскулярных инцидентов [18-20]. Это детерминирует необходимость более подробного рассмотрения состояния ВСР у различных групп студентов-спортсменов [21].
Цель исследования — анализ параметров вариабельности сердечного ритма у студентов различного спортивного профиля.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Обрабатывались результаты кардиоинтервалогра-фического исследования 96 студентов (возраст 1821 год), входящих в сборные команды своих вузов по легкой атлетике (n=49) и флорболу (n=47). Исследование проводили в середине учебного дня, в спокойном состоянии (в межсессионный период, вне дней сдачи зачетов или коллоквиумов), в полном соответствии со стандартными правилами процедуры снятия электрокардиограммы [1, 2, 5, 6]. Для регистрации ЭКГ и анализа гемодинамических показателей, в том числе характеризующих вариабельность сердечного ритма, применяли систему спортивного тестирования Medical Soft (вариант MS FIT Pro, Россия). Для мониторинга использовали
стандартные гемодинамические параметры (уровень артериального давления, частота пульса, ударный объем, сердечный выброс и др.), статистические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма, а также интегральный критерий состояния микроциркуляции. Анализ данных производили в соответствии с возрастными нормативами, сформированными разработчиками оборудования на основании возрастных нормативов [1-5].
Полученные данные были обработаны статистически в программном пакете Statistica 6.0. Нормальность распределения значений параметров оценивали с помощью критерия Шапиро-Уилка. Результаты представлены в виде М±а, где М — среднее значение, а а — среднее квадратичное отклонение. Для оценки существенности межгрупповых различий выборок использовали ^критерий Стьюдента. Меж-групповые различия считали статистически значимыми при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На первом этапе осуществляли оценку классических (статистических) показателей, характеризующих ВСР студентов, входящих в сформированные группы. Установлено, что представители обеих групп по уровню артериального давления не демонстрируют отклонений от возрастного норматива (рис. 1).
В то же время значения систолического давления у флорболистов превышают таковые у легкоатлетов (р<0,05). По диастолическому давлению различий не обнаружено.
Также особенностью сердечного ритма флорболистов является относительная тахикардия (р<0,05 по сравнению со студентами-атлетами) (рис. 2), однако практически у всех представителей обеих групп значения показателя не выходят за границы физиологического диапазона [1, 3, 4, 10]. Следует отметить, что выявленная тенденция может свидетельствовать о большей физической тренированности легкоатлетов, так как создает резерв для увеличения частоты сердечных сокращений [4, 15]. Об аналогичном свидетельствуют и сопряженные с ЧСС параметры — ударный объем (см. рис. 2) и сердечный выброс (рис. 3), которые у легкоатлетов оказались более низкими (р<0,05), что обусловлено адаптивной перестройкой кардиогемодинамики [4, 11-14].
В отношении параметра, характеризующего скорость переключения ВСР — показателя рШ50 (указывает на долю кардиоинтервалов, отличающихся от предыдущего на 50 мс и более) — флорболисты значительно превосходят легкоатлетов (р<0,05), демонстрируя уровень около 35% (рис. 4). Это может свидетельствовать о повышенном риске арит-могенных инцидентов у студентов данной группы.
Следующим компонентом комплексного анализа явился спектральный анализ сердечного ритма (рис. 5). Установлено, что соотношение мощностей спектра в диапазонах низких и высоких частот НР), рассматриваемое как основной спектральный показатель вегетативного обеспечения кардиоритма,
Рис. 1. Уровень систолического (САД) и диастолического (ДАД) давления у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
90 80 70
60 ¡} 50
5 40 30 20 10 0
■ Флорболисты
■ Легкоатлеты
Рис. 2. Частота сердечных сокращений (ЧСС) и ударный объем (УО) у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
УО
Флорболисты Легкоатлеты
Рис. 3. Уровень сердечного выброса (СВ) у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
Рис. 4. Параметр pNN50 у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
9 8 7 6
Ч 5 £ 4 3 2 1 0
■ Флорболисты
■ Легкоатлеты
ИВР
Стресс-индекс
Рис. 5. Индекс вегетативного равновесия (ИВР) и стресс-индекс у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
Рис. 6. Уровень микроциркуляции у студентов в зависимости от их спортивного профиля (* — различия с уровнем, характерным для флорболистов, статистически значимы, р<0,05)
указывает на его смещение у флорболистов в сторону симпатической стимуляции миокарда [2, 4, 6, 17]. Об этом же свидетельствует и уровень стресс-индекса у представителей сформированных групп.
Наконец, используемый диагностический комплекс позволил произвести балльную оценку микроциркуляции у студентов-спортсменов (рис. 6). Выявлено, что активность микроциркуляции существенно выше у легкоатлетов, чем у флорболистов (р<0,05). В то же время у представителей обеих групп уровень микроциркуляции оставался в физиологических пределах.
ОБСУЖДЕНИЕ
Состояние здоровья студенческой молодежи продолжает ухудшаться вследствие не всегда правильного образа жизни, увеличивающегося объема учебной нагрузки и снижения двигательной активности [3, 5, 16]. Особенно это касается студентов, обучающихся в медицинском вузе: они испытывают высокий уровень психоэмоционального стресса, связанного с большим объемом усваиваемого материала и обширной практической подготовкой [5, 10]. Показано, что объем теории и практики неодинаков и прогрессирует в течение учебного года [10, 14, 15]. В этом плане своевременной представляется развертываемая программа «Спорт — вторая профессия врача». В то же время необходим строгий врачебный контроль основных функциональных систем организма в процессе занятия спортом [11-16, 18-21]. С указанных позиций мониторинг параметров системной гемодинамики, осуществляемый в том числе путем оценки вариабельности сердечного ритма [10, 11, 13-16, 19], служит информативным индикатором направленности влияния спортивной деятельности на организм студента.
Были зарегистрированы более низкий уровень систолического давления, частоты сердечных сокращений и, как следствие, уменьшенные значения ударного объема и сердечного выброса у легкоатлетов относительно флорболистов, измеренные в состоянии физиологического покоя. Кроме того, более высокий уровень параметра, характеризующего микроциркуляцию, отмечен также у легкоатлетов. Полученные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на нахождение всех показателей в пределах возрастной нормы у представителей обеих групп, легкоатлеты обладают большими резервами адаптации сердечно-сосудистой системы к интенсивным, в том числе спортивным, нагрузкам. Таким образом, выбранный вид спорта влияет на кардиоваскуляр-ную приспособленность к нагрузкам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Большие адаптивные резервы и, следовательно, более оптимальный уровень тренированности миокарда у легкоатлетов по сравнению с флорболи-стами указывает на то, что профиль спортивной подготовки у студентов-спортсменов влияет на состояние сердечной деятельности.
Финансирование исследования. Работа не финансировалась никакими источниками. Конфликта интересов не отмечено.
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине. Физиология человека 2002; 28(2): 70-82. Baevsky R. M. Analysis of heart rate variability in space medicine. Fiziologia cheloveka 2002; 28(2): 70-82.
2. Ноздрачев А.Д, Щербатых Ю. В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы. Физиология человека 2001; 27(6): 95-101. Nozdrachev A.D., Scherbatykh Yu. V. Modern methods of evaluating the functional state of the Autonomous (vegetative) nervous system. Fiziologia cheloveka 2001; 27(6): 95-101.
3. Pichon A., Nuissier F., Chapelot D. Heart rate variability and depressed mood in physical education students: a longitudinal study. Auton Neurosci 2010; 156(1-2): 117-123, https://doi.org/10.1016/j. autneu.2010.03.019.
4. Котельников С.А., Ноздрачев А.Д., Одинак М.М., Шустов Е.Б., Коваленко И.Ю., Давыденко В. Ю. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах. Физиология человека 2001; 28(1): 130-143. Kotelnikov S.A., Nozdrachev A.D., Odinak M.M., Shustov E.B., Kovalenko I. Yu., Davydenko V. Yu. The heart rate variability: understanding the mechanisms. Fiziologia cheloveka 2001; 28(1): 130-143.
5. Sztajzel J. Heart rate variability: a noninvasive electrocardiographic method to measure the autonomic nervous system. Swiss Med Wkly 2004; 134(35-36): 514-522.
6. Остроумова О.Д., Мамаев В.И., Нестерова М.В., Кузьмичев И.А., Мартынов А.И. Спектральный анализ колебаний частоты сердечных сокращений у больных эссенциальной артериальной гипертензией. Российский кардиологический журнал 2000; 26(6): 64-71, https://doi.org/10.15829/1560-4071-2000-6-60-64. Ostrou-mova O.D., Mamayev V.I., Nesterova M.V., Kuzmichev I.A., Martynov A. I. Spectral analysis of heart rate fluctuations in patients with essential arterial hypertension. Rossi/ski/ kardiologicheskij zhurnal 2000; 26(6): 64-71, https://doi.org/10.15829/1560-4071-2000-6-60-64.
7. Перетягин С.П., Мартусевич А.К., Борисов В. И. Исследование особенностей вариабельности сердечного ритма у пациентов с ожогами. Вестник анестезиологии и реаниматологии 2011; 8(4): 10-14. Peretyagin S.P., Martusevich A.K., Borisov V.I. Investigation of heart rate variability in patients with burns. Vestnik anestezi-ologii i reanimatologii 2011; 8(4): 10-14.
8. Мартусевич А.К., Жукова Н.Э. Вариабельность сердечного ритма в динамике купирования алкогольного абстинентного синдрома. Вопросы наркологии 2011; 4: 11-16. Martusevich A.K., Zhukova N. E. Heart rate variability in the dynamics of alcohol withdrawal syndrome relief. Voprosy narkologii 2011; 4: 11-16.
9. Бочарин И.В., Мартусевич А.К., Гурьянов М.С., Киселев Я.В., Канатьев К.Н., Полебенцев С. Н. Результаты скринингового обследования состояния сердечно-сосудистой системы студенческой молодежи г. Нижнего Новгорода. International Journal of Medicine and Psychology 2020; 3(1): 118-121. Bocharin I.V., Martusevich A.K., Guryanov M.S., Kiselev Ya.V., Kanatyev K.N., Polebentsev S.N. Results of screening examination of the cardiovascular system of students of Nizhny Novgorod. International Journal of Medicine and Psychology 2020; 3(1): 118-121.
10. Першина Т.А., Спицин А. П. Особенности гемодинамики у студенток с наследственной отягощенностью по артериальной гипертензии в условиях экзаменационного стресса. Гигиена
и санитария 2013; 3: 80-85. Pershina T.A., Spitsin A. P. Features of hemodynamics in students with hereditary burden of arterial hypertension in the conditions of exam stress. Gigiena i sanitaria 2013; 3: 80-85.
11. Britton D.M., Kavanagh E.J., Polman R.C. Validating a self-report measure of student athletes' perceived stress reactivity: associations with heart-rate variability and stress appraisals. J Front Psychol 2019; 10: 1083, https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01083.
12. Misigoj-Durakovic M., Durakovic Z., Prskalo I. Heart rate-corrected QT and JT intervals in electrocardiograms in physically fit students and student athletes. Ann Noninvasive Electrocardiol 2016; 21(6): 595-603, https://doi.org/10.1111/anec.12374.
13. Boettger S., Puta C., Yeragani V.K., Donath L., Müller H.J., Gabriel H.H., Bär K.J. Heart rate variability, QT variability, and electrodermal activity during exercise. Med Sci. Sports Exerc 2010; 42(3): 443-448, https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e3181b64db1.
14. Deschodt-Arsac V., Lalanne R., Spiluttini B., Bertin C., Ar-sac L. M. Effects of heart rate variability biofeedback training in athletes exposed to stress of university examinations. PLoS One 2018; 13(7): e0201388, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201388.
15. Hulka O.V. Dynamics of spectral indexes of heart variability rate of the students with different character of the educational loading. Fiziol Zh 2015; 61(4): 98-104, https://doi.org/10.15407/fz61.04.098.
16. Redondo B., Vera J., Luque-Casado A., García-Ramos A., Jiménez R. Associations between accommodative dynamics, heart rate variability and behavioural performance during sustained attention: A test-retest study. Vision Res 2019; 163: 24-32, https://doi. org/10.1016/j.visres.2019.07.001.
1?. Wang X., Yan C., Shi B., Liu C., Karmakar C., Li P. Does the temporal asymmetry of short-term heart rate variability change during regular walking? A pilot study of healthy young subjects. Comput Math Methods Med 2018; 2018: 3543048, https://doi.org/10.1155/2018/3543048.
18. Drezner J.A., Peterson D.F., Siebert D.M., Thomas L.C., LopezAnderson M., Suchsland M.Z., Harmon K.G., Kucera K. L. Survival after exercise-related sudden cardiac arrest in young athletes:
can we do better? Sports Health 2019; 11(1): 91-98, https://doi. org/10.1177/1941738118799084.
19. Perkins S.E., Jelinek H.F., Al-Aubaidy H.A., de Jong B. Immediate and long term effects of endurance and high intensity interval exercise on linear and nonlinear heart rate variability. J Sci Med Sport 2017; 20(3): 312-316, https://doi.org/10.1016/j.jsams.2016.08.009.
20. Sharashdze N.S., Pagava Z.T., Saatashvili G.A., Agladze R.A. Heart rhythm abnormalities in middle-aged veteran elite athletes. Georgian Med News 2008; (159): 31-34.
21. Adams J.A., Patel S., Lopez J.R., Sackner M.A. The effects of passive simulated jogging on short-term heart rate variability in a heterogeneous group of human subjects. J Sports Med 2018; 2018: 4340925, https://doi.org/10.1155/2018/4340925.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ:
А.К. Мартусевич, д. б. н., руководитель лаборатории медицинской биофизики Университетской клиники ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, профессор кафедры физиологии и биохимии животных ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»;
И. В. Бочарин, преподаватель кафедры физического воспитания и спорта ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, аспирант кафедры физиологии и биохимии животных ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»; М.С. Гурьянов, д.м. н., доцент, зав. кафедрой физического воспитания и спорта ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России; С. Б. Мамонова, соискатель, сотрудник лаборатории медицинской биофизики Университетской клиники ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, Нижний Новгород
Для контактов: Мартусевич Андрей Кимович, е-mail: [email protected]
