CC BY
144
DOI 10.14526/01_2017_196 УДК 612.176.4:796+612.227:796
СОСТОЯНИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ СПОРТСМЕНОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
Ю. С. Ванюшин — доктор биологических наук, профессор, Н.А. Федоров - кандидат биологических наук, доцент кафедры «Физическое воспитание», Казанский государственный аграрный университет, ул. К. Маркса, 65, Казань, Россия, 420015
E-mail: nik-f-84(amail. ru
Аннотация. Одной из особенностей деятельности сердца являются типы кровообращения.В настоящее время установлено, что выделенные в условиях покоя типы кровообращения оказывают влияние на реакцию сердечно-сосудистой системы во время физической нагрузки. Опираясь на точку зрения об исходной гемодинамической неоднородности и представление о существовании различных типов кровообращения можно решать вопросы, касающиеся учебно-тренировочного процесса спортсменов различных видов спорта и возраста. Материал. Определение состояния кардиореспираторной системы спортсменов на нагрузку повышающейся мощности в зависимости от типологических особенностей кровообращения. Методы исследования: анализ и обобщение научной литературы, тестирование показателей кардиореспираторной системы, методы математической статистики. Результат. У спортсменов выявлены 3 типа кровообращения. Наибольшее их количество относится к гипокинетическому типу кровообращения, а наименьшее - к гиперкинетическому. Инотропная функция сердца выше в группе спортсменов с гипокинетическим типом кровообращения, что является наиболее эффективным механизмом проявления срочной адаптации сердечного выброса к нагрузке. У спортсменов с гиперкинетическим и эукинетическим типами кровообращения рост сердечного выброса происходит за счет хронотропной реакции сердца. Значения минутного объема дыхания в группах испытуемых достигалось различным сочетанием частоты дыхания и дыхательного объема. На экономную деятельность дыхания влияние оказали типы кровообращения. Заключение. Во время изучения кардиореспираторной системы с помощью комплекса неинвазивных методов исследования предлагаем использовать комплексный подход, состоящий в одновременной регистрации показателей сердечнососудистой и дыхательной систем. Это позволит по преобладающему характеру отдельных реакций со стороны органов кровообращения и дыхания выделить характерные закономерности в зависимости от типов кровообращения и мощности выполняемых физических нагрузок. Следовательно, можно констатировать, что даже в самой кардиореспираторной системе наблюдаются сложные адаптивные взаимоотношения, проявляющиеся в многообразии различных вариантов реагирования на физическую нагрузку. Ключевые слова: кардиореспираторная система, типы кровообращения, физическая нагрузка, спортсмены, реакция.
CARDIORESPIRATORY SYSTEM STATE OF SPORTSMEN WITH DIFFERENT TYPES OF BLOOD-CIRCULATION DURING PHYSICAL LOAD
Jyru S. Vanyushin - doctor of biological sciences, professor, Nikolai A. Fedorov - candidate of biological Sciences, associate professor Kazan State Agrarian University,
Str. Karl Marx, 65, Kazan, 420015, Russia
E-mail: nik-f-84@mail. ru Annotation. One of the peculiarities of heart activity is the types of blood-circulation. Nowadays it is stated that revealed in terms of blood-circulation rest types influence the reaction of cardiovascular system during physical load. Taking into consideration the point of view concerning the initial hemodynamic heterogeneity and the notion of different types of blood-circulation existence, the questions about educational-training process of sportsmen in different kinds of sport and of different age can be solved. Material. The state of sportsmen's cardiorespiratory system determination as the reaction to the load of the increasing power depending on typological peculiarities of blood-circulation Research methods: scientific literature analysis and summarizing, the indices of cardiorespiratory system testing, methods of mathematical statistics. Results. Three kinds of blood-circulation were revealed among sportsmen. Most sportsmen belong to hypokinetic type of blood-circulation, other sportsmen have hyperkinetic type. Inotropic function of heart is higher in the group of sportsmen with hypokinetic type of blood-circulation and it is the most effective mechanism of urgent adaptation demonstration of a cardiac output to the load. Among the sportsmen with hyperkinetic and eukinetic types of blood-circulation the increase of cardiac output happens by means of chronotropic heart reaction. The values of respiratory minute volume in the groups of the respondents were achieved by different combinations of breathing frequency and respiratory capacity. On economic activity of respiration influenced the types of blood-circulation. Conclusion. During cardiorespiratory system study with the help of a complex of noninvasive research methods we offer to use a complex approach, which means simultaneous registration of cardiovascular and respiratory system indices. It will help to define typical regularities depending on the types of blood-circulation and the power of the fulfilled physical loads, judging by the prevailing character of the separate reactions from the organs of blood-circulation and respiration. Thus, even in cardiorespiratory system itself there are difficult adaptive interactions, which are demonstrated in diversity of different variants of reaction to physical load. Keywords: cardiorespiratory system, types of blood-circulation, physical load, sportsmen, reaction.
Введение. Одной из особенностей деятельности сердца являются типы кровообращения, на которые впервые обратил внимание Н.Н. Савицкий (1974). Он полагал, что типы кровообращения возникают вследствие различного патогенетического воздействия стрессора на гемодинамику, однородную у всех здоровых лиц. За основу деления на типы кровообращения была взята величина сердечного индекса (СИ). Под данной величиной понималось отношение минутного объема кровообращения, приведенного к площади поверхности тела. У больных гипертонической болезнью Н.Н. Савицкий (1974) выделил три типа кровообращения:
гиперкинетический (ГрТК) - с высокими значениями СИ; гипокинетический (ГТК) - с низкими значениями СИ; эукинетический (ЭТК) - со средними
значениями СИ. Автор полагал, что типы кровообращения формируются самим заболеванием, а здоровые лица в норме характеризуются ЭТК.
В начале 80-х годов И.К. Шхвацабая с соавт. (1981), Р.Г. Оганов с соавт. (1984) предложили использовать представление о типах кровообращения для оценки состояния центральной гемодинамики у здоровых лиц. Они полагали, что все типы кровообращения являются вариантами гемодинамической нормы и генетически детерминированы.
В настоящее время установлено, что выделенные в условиях покоя типы кровообращения оказывают влияние на реакцию сердечно-сосудистой системы во время физической нагрузки [4].
Опираясь на точку зрения об исходной гемодинамической
неоднородности и представление о
существовании различных типов кровообращения можно решать вопросы, касающиеся учебно-тренировочного
процесса спортсменов различных видов спорта и возраста [1], [8].
Целью исследования явилось определение состояния
кардиореспираторной системы
спортсменов на нагрузку повышающейся
мощности в
типологических
кровообращения.
Методы исследования. приемов и
зависимости от особенностей
организация
методических исследования
и
Выбор объем
определялись целью и задачами данной работы. Исследования проводились в лаборатории функциональной диагностики кафедры «Физическое воспитание» Казанского ГАУ. В исследованиях приняли участие 105 человек мужского пола в возрасте от 18 до 35 лет.
По величине СИ спортсмены были разделены на 3 группы по типам кровообращения: гиперкинетический тип (ГрТК) - с высокими эукинетический тип (ЭТК) - со средними гипокинетический тип (ГТК) - с низкими Сердечный индекс
кровообращения значениями СИ кровообращения значениями СИ, кровообращения значениями СИ.
рассчитывали по формуле: СИ= МОК / Б, где
СИ - сердечный индекс, МОК - минутный объем крови, л; Б - площадь поверхности тела, м2. Физиологическая оценка состояния кардиореспираторной системы
проводилась на основе анализа следующих показателей:
ЧСС - частоты сердечных сокращений, уд/мин;
УОК - ударного объема крови, мл; МОК - минутного объема крови,
л/мин;
ЧД - частоты дыхания (дых/мин); ДО - дыхательного объема (мл,
ВТРБ);
МОД - минутного объема дыхания (л/мин, ВТРБ).
Для вычисления УОК записывали дифференциальную реограмму по В. Кубичеку (1974) в модификации Ю.Т. Пушкарь с соавт. (1980).
Минутный объем крови
рассчитывали как произведение УОК на ЧСС.
Для определения показателей внешнего дыхания нами был использован прибор пневмотахограф.
Статистическая обработка
полученных результатов проводилась в соответствии с общепринятыми методами вариационной статистики [4]. Для оценки достоверности различий использовались стандартные значения критерия X Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение. По результатам
исследований, у спортсменов было выявлено три типа кровообращения: ГТК, ЭТК, ГрТК. Наибольшее количество испытуемых относились к ГТК, а наименьшее - к ГрТК (рисунок).
□ ГТК «ЭТК иГрТК
Рисунок - Распределение спортсменов по типам кровообращения
По мнению большинства авторов, изучавших типы кровообращения, при ГрТК сердце работает в наименее экономном режиме и диапазон компенсаторных возможностей этого типа ограничен. Гипокинетический тип кровообращения является наиболее экономичным, и сердечно-сосудистая система при этом типе кровообращения
обладает значительным динамическим диапазоном. Полученные результаты исследований свидетельствуют о различном вкладе в величину сердечного выброса показателей УОК и ЧСС у спортсменов с различными
типологическими особенностями
кровообращения при нагрузке
повышающейся мощности (таблица 1).
Таблица 1 - Показатели насосной функции сердца в группах спортсменов с различными типами кровообращения при нагрузке повышающейся мощности
Условия Показатели Группы спортсменов
снятия ГрТК ЭТК ГТК
показателей n=18 n=36 n=51
Исходное ЧСС 78.53±2.27 68.69±1.38* 62.24±1.36+А
состояние УОК 76.39±2.62 82.81±1.88* 73.16±1.42А
МОК 6.64±0.14 5.68±0.08* 4.48±0.07+А
50 Вт ЧСС 105.09±2.15 95.45±1.71 * 88.24±1.59+А
УОК 106.03±4.97 110.39±3.51 99.95±2.32А
МОК 11.05±0.48 10.46±0.32 8.77±0.23+А
100 Вт ЧСС 121.94±2.47 115.65±2.14 107.49±1.26+А
УОК 111.34±5.01 123.51±3.57* 118.21±2.49
МОК 13.46±0.50 14.11±0.31 12.64±0.25А
150 Вт ЧСС 147.14±2.92 136.06±2.59* 128.16±1.56+А
УОК 114.14±4.61 126.29±3.75* 128.20±2.96+
Примечание. * - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ЭТК;
+ - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ГТК;
Л - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ЭТК и ГТК;
----------порог адекватной гемодинамической реакции
МОК 16.70±0.56 16.96±0.39 16.29±0.31
200 Вт ЧСС 168.04±2.83 157.73±2.71* 150.47±1.86+Л
УОК 110.73±6.55 125.47±3.93 130.22±3.10+
МОК 18.34±0.84 19.48±0.40 19.40±0.37
При этом инотропная функция сердца выше в группе спортсменов с ГТК. Это можно рассматривать как наиболее эффективный механизм проявления срочной адаптации МОК к нагрузке. У представителей с ГрТК и ЭТК увеличение МОК происходило за счет частоты сердцебиений. Хронотропный механизм повышения сердечного выброса в группе спортсменов с ГрТК начинал проявляться с нагрузки мощностью в 50 Вт, а в группе спортсменов с ЭТК - со 100 Вт. При ГрТК адаптация к физической нагрузке происходила за счет инотропной и хронотропной функций миокарда без подключения механизма Франка-Старлинга. Что касается ГТК, то при физической нагрузке подключался механизм Франка-Старлинга. Это свидетельствовало о более экономном характере адаптации.
Явление, при котором прекращался рост УОК, было названо порогом адекватной гемодинамической реакции [2]. В наших исследованиях этого порога при нагрузке мощностью в 150 Вт достигли спортсмены с ГТК, спортсмены с ЭТК -при нагрузках мощностью в 100 Вт, а спортсмены с ГрТК - при нагрузках мощностью в 50 Вт (таблица 1). Это свидетельствует в пользу экономичности ГТК и, вероятно, обусловлено типологическими особенностями
кровообращения у спортсменов [4].
Показатели МОД в группах спортсменов с гиперкинетическими, эукинетическими и гипокинетическими особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности на всех ступенях работы на велоэргометре были одинаковые независимо от типа кровообращения (таблица 2)
Условия Показатели Группы спортсменов
снятия ГрТК ЭТК ГТК
показателей n=18 n=36 n=51
Исходное ЧД 17.54±0.89 15.40±0.70 15.14±0.44+
состояние ДО 0.64±0.05 0.76±0.05 0,67±0.03
МОД 10.60±0.60 11.14±0.56 9.52±0.35
50 Вт ЧД 22.50±1.07 19.30±0.72* 19.40±0.62+
ДО 1.18±0.06 1.34±0.05 1.35±0.06+
МОД 25.80±1.15 25.50±0.70 25.25±1.60
100 Вт ЧД 22.90±1.20 19.90±0.64* 20.42±0.83
ДО 1.61±0.08 1.79±0.05* 1.80±0.06
МОД 35.24±1.24 35.92±0.98 35.34±0.98
150 Вт ЧД 27.90±1.65 22.56±0.72* 23.90±0.70+
Таблица 2 - Показатели внешнего дыхания в группах спортсменов с различными типами кровообращения при нагрузке повышающейся мощности
ДО 1.85±0.11 2.24±0.07* 2.14±0.07
МОД 48.98±1.90 50.24±1.44 49.12±1.39
200 Вт ЧД 30.50±1.43 26.05±0.89* 27.03±0.77+
ДО 2.15±0.10 2.52±0.08* 2.57±0.09+
МОД 65.00±2.14 65.17±1.90 67.63±1.84
Примечание. * - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ЭТК;
+ - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ГТК;
Однако значения МОД в группах испытуемых достигалось различным сочетанием показателей ЧД и ДО. В группах спортсменов с эукинетическими и гипокинетическими особенностями
кровообращения наблюдалось редкое дыхание, которое компенсировалось высокими показателями ДО, что указывает на экономную деятельность внешнего дыхания. В группах спортсменов с гиперкинетическими особенностями
кровообращения на всех ступенях нагрузки отмечалось более частое дыхание с низкими показателями ДО.
Заключение. Во время изучения кардиореспираторной системы с помощью комплекса неинвазивных методов исследования предлагаем использовать комплексный подход, состоящий в одновременной регистрации показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Это позволит по преобладающему характеру отдельных реакций со стороны органов кровообращения и дыхания выделить характерные закономерности в зависимости от типов кровообращения и мощности выполняемых физических нагрузок. Следовательно, можно констатировать, что даже в самой кардиореспираторной системе
наблюдаются сложные адаптивные взаимоотношения, проявляющиеся в многообразии различных вариантов реагирования на физическую нагрузку.
Литература
1. Ванюшин, Ю. С. Кардиореспираторная система как индикатор функционального состояния организма спортсменов / Ю. С. Ванюшин, Р. Р. Хайруллин // Теория и практика физической культуры. - 2015. - № 7. - С. 11-14.
2. Ванюшин, Ю.С. Порог адекватной гемодинамической реакции у спортсменов при
нагрузке повышающейся мощности / Ю. С. Ванюшин, Р. Р. Хайруллин, И. М. Рахимов // Теория и практика физической культуры. - 2016. -№ 9. - С. 42-44.
3. Ванюшин, Ю. С. Использование системного подхода при обследовании функционального состояния организма студентов / Ю. С. Ванюшин, Д. Е. Елистратов // Современные тенденции развития науки и технологии : X Международная научно-практическая конференция. - Белгород : ООО «ЭПИЦЕНТР», 2016. - С. 30-32.
4. Ванюшин, Ю. С. Кардиореспираторная система в онтогенезе при адаптации к функциональным нагрузкам : Монография / Ю. С. Ванюшин, Р. Р. Хайруллин. - Казань : Изд-во «Отечество», 2016. - 200 с.
5. Денисенко, Ю.П. Миорелаксация в механизмах специальной физической работоспособности спортсменов / Ю.П. Денисенко, Ю.В. Высочин, Л.Г. Яценко, Ю.В. Гордеев // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2014. - Том 9 №1. - С. 25-32. Режим доступа: http://i0urnal-science.0rg/ru/article/1.html. Б01: 10.14526/14_2014_14.
6. Корепанова, Ю.А. Исследования составляющих здорового образа жизни студентов / Ю.А. Корепанова, В.Д. Паначев // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2014. -Том 9 №2. - С. 32-38. Режим доступа: ЦарУ/юш^Ь science.org/ru/article/54. Цт!. Б01: 10.14526/00_1111_04.
7. Лакин, Г. Ф. Биометрия : Учебное пособие для биологических специальных вузов. - 4-е издание, переработанное и дополненное / Г. Ф. Лакин. - М. : Высшая школа, 1990. - 352 с.
8. Оганов, Р. Г. Дифференцированный подход к разработке физиологических нормативов и его значение для профилактической кардиологии / Р. Г. Оганов, А. Н. Бритов, И. А. Гундаров и др. // Кардиология. - 1984. - Т.24. - С. 52-56.
9. Савицкий, Н. Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики / Н. Н. Савицкий. - Л., 1974. - 307 с.
10. Федоров, Н. А. Динамика показателей кардиореспираторной системы спортсменов при
физических нагрузках / Н. А. Федоров // Современные тенденции развития науки и технологий : сборник научных трудов по материалам VI Международной научно-практической конференции 30 сентября 2015 г. - № 6. - часть III. - С. 101-102.
11. Шхвацабая, И. К. О новом подходе к пониманию гемодинамической нормы / И. К. Шхвацабая, Е. Н. Константинов, И. А. Гундарев // Кардиология. - 1981. - № 3. - С. 10-14.
References
1. Vanyushin Y.S., Khayrullin R.R. Cardiorespiratory system as the indicator of a functional state of sportsmen's organism. Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Theory and practice of physical culture], 2015, vol. 7, pp. 11-14. (in Russian).
2. Vanyushin Y. S., Khayrullin R.R., Rakhimov I.M. Limen of an adequate hemodynamic reaction among sportsmen during the load of increasing power. Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Theory and practice of physical culture], 2016, vol. 9, pp. 4244. (in Russian).
3. Vanyushin Y. S., Elistratov D.E. System approach use during students' functional state of an organism study. Sovremennye tendencii razvitiya nauki i tehnologii [Modern tendencies of science and technology development: The Xth International scientific-practical conference], Belgorod, "EPITSENTR" LLC, 2016, pp. 30-32. (in Russian).
4. Vanyushin Y. S., R. R. Khayrullin R.R. Kardiorespiratornaya sistema v ontogeneze pri adaptacii k funkcional'nym nagruzkam [Cardiorespiratory system in ontogenesis during adaptation to functional loads]. Kazan, "Otechestvo" publishing house, 2016, 200 p.
5. Denisenko Y.P., Vysochin Y.V., Yatsenko L.G., Gordeev Y.V. Myorelaxation in the mechanism of special physical working capacity of sportsmen. Pedagogiko-psihologicheskie i mediko-biologicheskie problemy fizicheskoj kul'tury i sporta [Pedagogical-psychological and medico-biological problems of
Подано: 23.01.2017 г. Принято: 26.01.2017г.
physical culture and sports], 2014, vol. 9 no.1, pp. 2532. Available at: http://journal-science.org/en/artide/LhtmL DOI: 10.14526/14_2014_14.
6. Korepanova Y.A., Panachev V.D. Students healthy life-style components study. Pedagogiko-psihologicheskie i mediko-biologicheskie problemy fizicheskoj kul'tury i sporta [Pedagogical-psychological and medico-biological problems of physical culture and sports], 2014, Vol. 9 no.2, pp. 32-38. Available at: http://journal-science.org/ru/article/54.html. DOI: 10.14526/00_1111_04.
7. Lakin, G. F. Biometriya - uchebnoe posobie dlya biologicheskih special'nyh vuzov [Biometrics: manual for biological specialties of higher educational establishments]. Moscow, Vysshaya shkola, 1990, 352 p.
8. Oganov R.G., Britov A.N., Gundarov I.A. Differentiated approach to physiological normatives creation and its importance for preventive cardiology. Kardiologiya [Cardiology], 1984, vol. 24, pp. 52-56. (in Russian).
9. Savitskiy N. N. Biofizicheskie osnovy krovoobracheniya I klinicheskie metody izucheniya gemodinamiki [Biophysical basis of blood-circulation and clinical methods of hemodynamics study]. L, 1974, 307 p. (in Russian).
10. Fedorov, N. A. Dynamics of cardiorespiratory system indices among sportsmen during physical loads. Sovremennye tendencii razvitiya nauki i tehnologii: sbornik nauchnyh trudov po materialam VIMezhdunarodnoj nauchno-practicheskoj konferencii [Modern tendencies of science and technologies development: collection of scientific works according to the materials of the VI th International scientific-practical conference], September, 30 2015, vol. 6, part III, pp. 101-102. (in Russian).
11. Shkhvatsabaya I. K., Konstantonov E. N., Gundarev I. A. About a new approach to hemodynamic norm understanding. Kardiologiya [Cardiology], 1981, vol. 3, pp. 10-14. (in Russian).
Ванюшин Юрий Сергеевич - доктор биологических наук, профессор, Казанский государственный аграрный университет, ул. К. Маркса, 65, Казань, Россия, 420015 Федоров Николай Александрович - кандидат биологических наук, доцент кафедры «Физическое воспитание», Казанский государственный аграрный университет, ул. К. Маркса, 65, Казань, Россия, 420015, E-mail: nik-f-84@,mail.ru
Для цитирования: Ванюшин Ю.С., Федоров Н.А. Состояние кардиореспираторной системы спортсменов с различными типами кровообращения при физической нагрузке // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2017. - Т.12. - №1. - С. 160-166. DOI 10.14526/01 2017 196
