CC BY
20
5. Melchiorri, G., Viero, V., Sorge, R., Triossi, T., Campagna, A., Volpe, S., Lecis, D., Tancredi, V. and Andreoli, A. (2018) "Body composition analysis to study long-term training effects in elite male water polo athletes", Sports MedPhys Fitness, Vol. 58 (9), pp. 1269-1274.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 28.08.2021
УДК 796.011.3
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ ДЕВУШЕК И ЮНОШЕЙ
Екатерина Евгеньевна Исаева, ассистент, Галина Сергеевна Тупиневич, кандидат биологических наук, доцент, Валентина Гусмановна Шамратова, доктор биологических наук, профессор, Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа
Аннотация
В статье рассмотрены половые различия функциональных возможностей сердечнососудистой системы, а также физическая работоспособность у нетренированных студентов при выполнении физических нагрузок разной интенсивности. Состояние системы кровообращения оценивалось по следующим показателям: систолический объем, систолическое артериальное давление, диастолическое артериальное давление, частота сердечно-сосудистых сокращений, минутный объем кровообращения, вегетативный индекс Кердо, индекс функциональных изменений. Для определения уровня физического состояния организма использовали тестирование на велоэргометре Torneo VITA B-315. Были выявлены особенности адаптивных проявлений системы кровообращения у девушек и юношей при выполнении умеренной и высокой интенсивности физических нагрузок, которые выражались в изменении показателей сердечно-сосудистой системы и вегетативного тонуса.
Ключевые слова: показатели гемодинамики, физические нагрузки, студенты, физическая работоспособность.
DOI: 10.34835/issn.2308-1961.2021.8.p107-111
FEATURES OF INFLUENCE OF PHYSICAL LOADS OF DIFFERENT INTENSITY ON THE FUNCTIONS OF THE CIRCULATORY SYSTEM OF THE YOUTH
Ekaterina Evgenievna Isaeva, the assistant, Galina Sergeevna Tupinevich, the candidate of biological sciences, senior lecturer, Valentina Gusmanovna Shamratova, the doctor of biological sciences, professor, Bashkir State Medical University, Ufa
Abstract
The article discusses the gender differences in the functions of the cardiovascular system, as well as physical performance of the students, who are not engaged in sports, when performing the physical activity of various intensity. The state of the circulatory system was assessed according to the following indicators: the systolic volume, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, cardiovascular rate, minute volume of blood circulation, Kerdo vegetative index, index of functional changes. To determine the level of the body's physical condition, Torneo VITA B-315 bicycle ergometer testing was used. The features of the adaptive manifestations of the circulatory system in the youth were revealed when performing the moderate and high intensity physical activities, which were expressed in changes of the indicators of the cardiovascular system and autonomic tone.
Keywords: hemodynamic indices, physical activity, students, physical performance.
Одним из непременных условий развития адаптации к физическим нагрузкам является мобилизация и использование функциональных резервов организма, а также совершенствование имеющихся физиологических механизмов. Диапазон адаптивных воз-
можностей зависит как от возраста, пола и наследственной предрасположенности [3]. В силу биологических и анатомических особенностей у женского организма наблюдаются определенные различия в функциональных показателях кардиореспираторной системы в ответ на нагрузку [1-2, 4-6]. Учитывая это, мы поставили перед собой цель изучить половые различия функционального состояния системы кровообращения и физической работоспособности у студентов при выполнении физических нагрузок разной интенсивности
В исследовании принимало участие 80 физически здоровых нетренированных юношей и девушек 20-22-летнего возраста. Студенты выполняли физическую нагрузку разной мощности. У обследованных общепринятыми методами определяли основные антропометрические параметры, гемодинамические показатели в состоянии относительного покоя в положении сидя (частоту сердечных сокращений - ЧСС, систолическое и диасто-лическое артериальное давление - САД и ДАД). Изучение реакции сердечно-сосудистой системы (ССС) на физические нагрузки разной интенсивности проводили с помощью ве-лоэргометрического тестирования на велоэргометре Torneo VITA B-315.
Для оценки функционального состояния студентов использовали метод Валунда-Шестранда (PWC170), который рекомендован ВОЗ для определения физической работоспособности по достижению ЧСС 170 уд/мин, при которой частота сердечных сокращений после врабатываемости устанавливается на уровне 170 уд/мин, т.е. PWC170. Методика определения PWC170 заключалась в следующем. Студент на велоэргометре последовательно выполнял две пятиминутные нагрузки с 3-минутным отдыхом между ними. Мощность первой нагрузки выбиралась с таким расчетом, чтобы пульс в конце 5-й минуты достигал 100-115 уд/мин. Для этого мощность работы должна составить 400-600 кг/мин, что соответствует величине 50-100 Вт. В конце 5-й минуты второй нагрузки пульс должен повыситься до 130-150 уд/мин. Это обеспечивается увеличением мощности нагрузки до 1000-1200 кг/мин, что соответствует величине 100-140 Вт. PWC170 рассчитывали по следующей формуле:
PWC170 = N1 + (N2-N1)x(170-F1)/(F2-F1),
где PWC170 - физическая работоспособность (в кг/мин) при пульсе 170 уд/мин; N1 и N2 - мощность первой и второй нагрузок; F1 и F2 - ЧСС в конце первой и второй нагрузок.
О величине физической работоспособности судили по максимальному потреблению кислорода (МПК). МПК является основным показателем продуктивности кардиоре-спираторной системы. Это мера аэробной мощности и интегральный показатель состояния транспортной системы кислорода. Данный показатель отражает наибольшее количество кислорода, которое человек способен потребить в течение одной минуты:
МПК = 2,2xPWC170 + 1070
Для оценки состояния системы кровообращения были использованы следующие показатели: систолический, или ударный объем крови (СО). СО = 90,97 + 0,54х(САД-ДАД)-0,57хДАД-0,61хвозраст; минутный объем кровообращения (МОК): МОК = СО ХЧСС. Для оценки вегетативного тонуса использовали вегетативный индекс Кердо (ВИК): ВИК = (1-ДАД/ЧСС) х100ю
Для определения адаптационного потенциала системы кровообращения был использован предложенный Р.М. Баевским и А.П. Берсеневой интегративный показатель -индекс функциональных изменений (ИФИ), который определяли в условных единицах (баллах):
ИФИ = 0,011хЧСС +0,014хСАД + 0,008х ДАД +0,014хВ +0,009хМТ - 0,009хР-0,27,
где ЧСС - частота сердечных сокращений в уд/мин, САД и ДАД - систолическое и диа-столическое артериальное давление в мм рт.ст., В - возраст в годах, МТ - масса тела (вес) в кг, Р - рост в см.
В зависимости от показателей ИФИ у обследованных, уровень функционирования системы кровообращения определялся как удовлетворительная адаптация (до 2,6), напряжение механизмов адаптации (от 2,6 до 3,1), неудовлетворительная адаптация (от 3,1 до 3,5) и срыв адаптации (от 3,5).
Уровень физического состояния (УФС) рассчитывался по формуле:
УФС = (700 - 3 х ЧСС - 2,5 х АД СР. - 2,7 х В +0,28 х М) / (350 - 2,6 х В + 0,21 х Р),
где: ЧСС - частота сердечных сокращений в минуту в состоянии покоя; АД ср. - среднее артериальное давление (определяется как сумма диастолического давления + 1/3 разности между систолическим и диастолическим давлением); В - возраст в годах на момент обследования; т - масса в кг; Р - рост в сантиметрах.
УФС испытуемых ранжировался по пяти функциональным классам: высокий (от 0,825), выше среднего (от 0,675 до 0,825), средний (от 0,525 до 0,675), ниже среднего (от 0,375 до 0,525) и низкий (до 0,375).
Для статистической обработки результатов исследования использовались традиционные методы математической статистики, с применением специализированной программы «8ТЛТ18Т1СЛ 6.0». Определялись средние значения всех полученных экспериментальных данных. Для сравнения средних значений между группами использовали статистический анализ ^критерия Стьюдента. Представленные в таблицах данные вероятности различия отражают достоверность отличия аналогичных величин в сравниваемых группах при значении р < 0,05.
Результаты исследования, позволяющие проследить уровень адаптационных возможностей организма студентов к физическим нагрузкам разной интенсивности, приведены в сравнительной таблице 1.
Таблица 1 - Средние показатели основных гемодинамических параметров и физической работоспособности у нетренированных юношей и девушек_
Показатели Юноши Девушки
высокая нагрузка умеренная нагрузка высокая нагрузка умеренная нагрузка
САД, мм рт.ст 123,0±5,5 * 123,0±3,8 * 106,0±2,8 107,0±4,5
ДАД, мм рт.ст 79,0±3,8 * 79,0±4,2 . 68,0±2,2 71,0±3,1
МОК, мл/мин 5025±265 4905±284 5422±235 4784±275
ЧССп, уд/мин 90,0±5,3 79,0±4,2 91,0±3,5 83±5
ЧССн, уд/мин 137,0±6,7* ▲ 100±6 * 116,0±5,3 119,0±6,1
ДЧСС, уд/мин 47,0±5,2 * ▲ 21,0±3,6 25,0±3,4 36,0±5,7
ВИК 15,0±2,6 *▲ 7,4±2,5 * 24,4±2,2 14,0±5,02
УФС 0,50±0,03 0,60± 0,04 0,55±0,04 0,61±0,05
ИФИ 1,40±1,39 ▲ 2,2±0,1 3,10±0,71 1,90±0,11
PWC170, кг/мин 1235±348* 796±222* 293±84 223±23
МПК, кг/мин 3668±825* 2821±489* 1715±186 1595±46
Примечание: ЧССп - пульс в состоянии покоя; ЧССн - пульс после нагрузки; ДЧСС - перепад ЧСС до и после нагрузки; * - достоверные отличия по полу; ▲ - достоверные отличия при различных нагрузках
При сравнении гемодинамических параметров и физической работоспособности по группам нетренированных юношей и девушек выяснилось, что у девушек увеличение нагрузки практически не влияет ни на один из рассмотренных показателей. У юношей при переходе с нагрузки средней интенсивности на повышенную нагрузку наблюдались достоверные отличия по ряду параметров. Так, показатели ЧСС после выполнения нагрузки, а также перепад ЧСС до и после нагрузки был достоверно выше при высоких нагрузках. Следовательно, у юношей, не занимающихся спортом, возрастание физической нагрузки способствует резкому увеличению ЧСС, что свидетельствует о реакции «напряженной адаптации» и недостаточных индивидуальных резервах со стороны сердечно-сосудистой системы. Данные особенности ответных реакций кардиореспираторной системы отмечают и другие авторы [6]. Из результатов проведенного исследования данная реакция ССС была обусловлена резким усилением тонуса симпатического отдела ве-
гетативной нервной системы, обеспечивающим адекватную нагрузке стимуляцию аппарата кровообращения. При повышении нагрузки показатель ИФИ достоверно снижался, т.е. сохранялась удовлетворительная адаптация системы кровообращения.
Сравнительный анализ тех же показателей у нетренированных студентов с учетом пола позволил выявить различия по достаточно большому количеству признаков. При выполнении умеренных нагрузок (они в соответствии с полом различались) у юношей показатели САД PWC170, МПК оказались достоверно выше, чем у девушек. В то же время у девушек ЧСС после нагрузки превышало этот показатель у юношей, а нарастание ЧСС проявлялось у них еще сильнее. Кроме того, у девушек отмечались более высокие значения ВИК, а следовательно более выраженное стимулирование сердечной деятельности при действии физических нагрузок обусловливалось сдвигом вегетативной регуляции в сторону адренергического звена.
При выполнении более высоких нагрузок у юношей проявлялась тенденция к сохранению на более высоком уровне, по сравнению с девушками, показателей САД, PWC170 и МПК. Отличительной чертой явился более высокий уровень ДАД на фоне менее выраженной, чем у девушек, стимуляции симпатического отдела вегетативной нервной системы. При этом ЧСС после максимальной нагрузки возрастал у нетренированных юношей значительно сильнее. Соответственно более высоким оказался и перепад ЧСС при смене нагрузок.
Таким образом, у девушек при выполнении как умеренной, так и повышенной физической нагрузки адаптация достигается более существенной стимуляцией вегетативных механизмов. Причем, если у девушек сердечный ритм резко учащается при выполнении умеренной нагрузки, а при переходе на высокую сохраняется на том же уровне, то у юношей, наоборот, при переходе на высокую нагрузку адаптация ССС проявляется в еще более выраженном возрастании ЧСС. При умеренной нагрузке у юношей в отличие от девушек мобилизация идет за счет ударного (систолического) объема, а не за счет изменения ЧСС. Увеличение ЧСС при физической деятельности свидетельствует об неэкономном пути расходования энергии организмом во время адаптации ССС к физическим факторам.
При сравнении уровня функционирования системы кровообращения при действии нагрузок разной интенсивности у юношей проявилась удовлетворительная адаптация ССС к смене нагрузки, тогда как у девушек при действии высокой нагрузки отмечался неудовлетворительная адаптация системы кровообращения, связанная с повышением вегетативного тонуса, по сравнению с юношами. Несмотря на данные изменения в целом уровень физической работоспособности, как у юношей, так и у девушек находился в границах среднего функционального состояния, которое на короткий срок обеспечивает работу кардиореспираторной системы для удовлетворения энергозатрат организма при действии физических нагрузок без значительного срыва адаптационных систем организма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Астахов, Н.Э. Влияние физической культуры и спорта на работоспособность студента / Н.Э. Астахов // Молодой ученый. - 2018. -№ 46 (232). - С. 409-411.
2. Голубева, Г.Н. Оценка реакции сердечно-сосудистой систем студентов на физические нагрузки во время проведения учебных занятий по физической культуре / Г.Н. Голубева, А.И. Голубева // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1. - URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18548 (дата обращения: 01.05.2021).
3. Морфофункциональные особенности эритроцитов у девушек в зависимости от уровня двигательной активности и наследственного фактора / А.З. Даутова, Е.А. Хажиева, Л.З. Садыкова, В.Г. Шамратова // Человек. Спорт. Медицина. - 2020. - № 3. - С. 25-33.
4. Кочина, Е.Ю. Влияние комплексных ступенчатых нагрузок на показатели кардиореспи-раторной системы у студентов-спортсменов. / Е.Ю. Кочина // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2019. - № 1. - С. 207-218.
5. Сравнительный анализ физического развития и функциональных возможностей ССС студентов с разным двигательным режимом // Н.В. Святова, А.А. Гайнуллин, Л.Э. Бикулова, А.Ф. Гилязов // Современные проблемы науки и образования. - 2016. - № 6. - URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25723 (дата обращения: 01.05.2021).
6. Каташинская, Л.И. Функциональные показатели кардиореспираторной системы и физическая работоспособность студентов специальной медицинской группы /Л.И. Каташинская // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. - 2015. - № 2. - С. 32-36.
REFERENCES
1. Astakhov, N.E. (2018), "The influence of physical culture and sports on the student's performance", Young scientist, No. 46 (232) , pp. 409-411.
2. Golubeva, G.N. and Golubev A.I. (2015), "Assessment of the reaction of the cardiovascular systems of students to physical exertion during training sessions on physical culture", Modern problems of science and education, No. 1, available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18548.
3. Dautova, A. Z. , Khazhieva, E. A., Sadykova, L. Z., Shamratova, V. G. (2020), "Morphofunc-tional features of red blood cells in girls depending on the level of motor activity and hereditary factor", Person. Sport. Medicine, No. 3, pp. 25-33.
4. Kochina, E. Yu. (2019), "The influence of complex step loads on the parameters of the cardi-orespiratory system in student-athletes", Pedagogical-psychological and medico-biological problems of physical culture and sports, No 1, pp. 207-218.
5. Svyatova, N. V., Gainullin, A. A., Bikulova, L. E., Gilyazov, A. F. (2016), "Comparative analysis of physical development and functional capabilities of the CCC of students with different motor modes", Modern problems of science and education, No. 6, available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25723.
6. Katashinskaya, L.I. (2015), "Functional indicators of the cardiorespiratory system and physical workability of students of a special medical group", Bulletin of the Tyumen State University. Ecology and nature management, No. 2, pp.32-36.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 21.08.2021
УДК 796.92.093.642
ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ БИАТЛОНИСТОК ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА
Виктория Владиславовна Кальсина, кандидат медицинских наук, доцент, Ольга Николаевна Кудря, доктор биологических наук, доцент, Елена Александровна Реуцкая, кандидат биологических наук, доцент, Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, г. Омск
Аннотация
Введение. Контроль функционального состояния спортсменов в разные периоды подготовки с использованием простых и информативных методов остается важной задачей в спорте высших достижений. Одним из таких методов является анализ вариабельности сердечного ритма (ВРС). Цель исследования - оценить функциональное состояние организма биатлонисток высокой квалификации по показателям вариабельности ритма сердца на этапах годичного цикла подготовки. Материалы и организация исследования. В исследовании участвовали биатлонистки (n=25), спортивная квалификация - КМС, МС. Исследование проводилось в подготовительном и соревновательном периодах годичного цикла. Регистрация показателей ВРС осуществляли на АПК Полиспектр-8 (ООО Нейрософт, г. Иваново). Результаты исследования и их обсуждение. У биатлонисток на всех этапах годичного цикла отмечены высокие значения показателей спектрального анализа, выявлено достоверное увеличение общей мощности спектра в соревновательном периоде, что свидетельствует о росте тренированности. Оценивая реактивность симпатического отдела вегетативной нервной системы в соревновательном периоде было выявлено значительное число гиперсимпатикотониче-
