CC BY
37
YAK 796:61 ББК 75.0
И.В. МЫЛЬЧЕНКО, А.Ю. ДРОНЬ, А.Э. ЩЕРБАКОВА
I.V. MYLCHENKO, A.YU. DRON, A.E. SCHERBAKOVA
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦ.ЕНКИ
ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ВИДОВ СПОРТА
MODERN ASSESSMENT METHODS OF EXTREME SPORTS ATHLETES' FUNCTIONAL CONDITION VEGETATIVE REGULATION
Настоящее исследование было проведено с целью оценки влияния парашютного спорта на показатели функционального состояния вариабельности ритма сердца, механизмов регуляции спортсменов тренирующихся в гипокомфортных климатических условиях. Обследовано 90 мужчин, 30 из которых - спорсмены-парашютисты, 30 - спортсмены-трейсеры и 30 - лица не занимающиеся спортом. Показатели функционального состояния спортсменов-парашютистов оценивали используя инструментальные методы исследования вариационной пульсометрии (ВП), предложенный Р.М. Баевским. В данном исследовании также использовали новые подходы к анализу и интерпретации данных с позиции теории хаоса и синергетики (ТХС) с применением ЭВМ и специальных авторских программ, разработанных в НИИ биофизики и медицинской кибернетики при СурГУ [12, с. 52; 5, с. 177]. Необходим системный подход объективной оценки функционального состояния организма спортсменов, тренирующихся в экстремальных условиях с целью своевременной коррекции регуляторных нарушений в тренировочный и соревновательный периоды.
The current research was carried out for the purpose of an assessment of parachuting influence on heart rhythm variability functional condition indicators, regulation mechanisms of the sportsmen training in hypocomfortable climatic conditions. 90 men were examined (30 of which are paratroopers, 30 are tracers and 30 are people who do not deal with sport). Paratroopers functional condition indicators were estimated using tool variation pulsometry method of research (VP) offered by R.M. Bayevsky. New approaches to the analysis and interpretation of data from a position of the theory of chaos and synergetic (THS) were used in this research with use of the computer and special author's programs developed in scientific research institute of biophysics and medical cybernetics in the Surgut State University [12, page 52; 5, page 177]. The System approach of an objective assessment of an organism functional condition of sportsmen training in extreme conditions is necessary for the purpose of timely regulatory violations correction during the training and competitive periods.
Ключевые слова: экстремальные виды спорта, парашютисты, трейсеры, вегетативная регуляция.
Key words: extreme sports, paratroopers, tracers, vegetative regulation.
Актуальность исследования. В последнее время отмечается повышение интереса к изучению вопросов диагностики функционального состояния как неотъемлемой части комплексного контроля спортсменов, профессиональная деятельность которых может использоваться для моделирования реальных экстремальных условий. Занятия экстремальными видами спорта воздействуют на организм человека комплексом стресс-факторов, требующих высокой функциональной выносливости [4, с. 405; 10, с. 156].
В спортивной практике оценка показателей вариабельности ритма сердца позволяет подойти к научному прогнозированию физических возможностей спортсменов, решать вопросы профессионального отбора для занятий спортом, более рационально строить режим тренировок и контролировать функциональное состояние [11, с. 1, 17].
Цель исследования: выявить особенности функционального состояния лиц, занимающихся экстремальными видами спорта в гипокомфортных климатических условиях Югры.
Методы и организация исследований
В период с 2010 по 2013 годы в Сургутском государственном педагогическом университете на базе научно-исследовательской лаборатории «Здоровый образ жизни и охрана здоровья», было проведено исследование вегетативной регуляции вариабельности ритма сердца, лиц молодого возраста занимающихся экстремальными видами спорта в Югре.
В исследование были включены 90 мужчин молодого возраста от 17 до 25 лет, постоянно проживающих в Югре, которые были разделены на 3 группы:
1-ю группу (контрольную) составили 30 мужчин, не занимающихся спортом (средний возраст 22,1±0,5 года);
во 2-ю группу вошли 30 спортсменов-парашютистов Югры высоких разрядов и спортивных званий (первый взрослый разряд, кандидаты в мастера спорта, мастера спорта), средний возраст 22,3±0,6 года, стаж занятий парашютным спортом которых составил не менее 5-ти лет;
3-ю группу составили 30 спортсменов-трейсеров, большинство из которых профессиональные спортсмены, имеющие разряды по другим видам спорта (спортивная акробатика, спортивная гимнастика различные виды единоборств и любители), средний возраст - 22,1±0,5 года, средний стаж занятий трейсингом у которых составил не менее 4-х лет.
Исследование было выполнено в 3 этапа:
1-й этап - определение показателей вегетативной регуляции ритма сердца в тренировочный период у спортсменов-парашютистов и спортсменов-трейсеров, тренирующихся в Югре.
2-й этап - повторное определение показателей вегетативной регуляции ритма сердца у спортсменов-парашютистов и спортсменов-трейсеров в соревновательный период.
3 этап - на основании биоинформационного анализа исследуемых параметров определение устойчивости к экстремальным нагрузкам у спортсменов-парашютистов и спортсменов-трейсеров, тренирующихся в Югре.
Перед проведением исследования получено информированное согласие всех обследованных лиц.
Для оценки вегетативной (автономной) нервной регуляции сердечного ритма использовали показатели временного (статистического) и частотного (спектрального) анализа ВРС [13, с. 440; 14, с. 2794].
Анализ вариабельности сердечного ритма осуществляли в соответствии с рекомендациями стандарта «Вариабельность ритма сердца. Стандарт измерения, физиологической интерпретации и клинического исследования», принятого в 1996 году Европейским кардиологическим обществом и Североамериканским обществом электростимуляции и электрофизиологии [15, с. 371].
Для математического анализа вариабельности сердечного ритма использовали метод вариационной пульсометрии (ВП), предложенный Р.М. Ба-евским. Данный метод предусматривал фоновую запись электрокардиограммы с использованием аппаратно-программного комплекса «Нейро-Софт-8» с последующим анализом и расчётом ряда показателей [2, с. 43].
Исследование поведения аттракторов в m-мерном пространстве в рамках синергетического подхода. В данной работе также использовали новые подходы к анализу и интерпретации данных с позиции теории хаоса и синергетики (ТХС) с применением ЭВМ и специальных авторских программ, разработанных в НИИ биофизики и медицинской кибернетики при СурГУ [12, с. 52; 5, с. 177].
Методы основаны на идентификации объёмов аттракторов движения ВСОЧ в фазовом пространстве для нескольких кластеров, а затем поэтапного (поочерёдного) исключения из расчёта отдельных компонент вектора состояния биосистем с одновременным анализом параметров аттракторов и сравнением существенных или несущественных изменений в этих параметрах после такого исключения [7, с. 171; 5, с. 193].
Алгоритм процедуры состоял из нескольких этапов:
1. В программу расчёта на ЭВМ поочерёдно вводились исходные компоненты ВСОЧ в виде матриц биосистемы по каждому из к кластеров и получили матрицу состояний для всех p кластеров в m - мерном фазовом пространстве, причём i - бегущий индекс компонента вектора x (i = 1,..., m ), a j - номер биообъекта (пациента) ( j = 1,...,n ), бегущий индекс кластера к определял число массивов данных (k = 1,...,p ) - элемент такой матрицы Ajk представляет k -й кластер биосистем, i -й компонент ВСОЧ для j -го испытуемого.
2. Производился поочерёдный расчёт координат граней параллелепипеда объёмом VG, внутри которого находился аттрактор движения ВСОЧ для всех j -х исследуемых (j = 1,..., n ) из k -го кластера (k = 1,..., p ); их длинны
m
(Interval) Dk = x^max) - x^mln), и объёма k-го параллелепипеда VG> =ПD<k '
i=1
где xi(min), xi(max) — координаты крайних точек, совпадающих с нижней и верхней границей области ФПС внутри которой движется ВСОЧ по координате x4; вектора объёмов (General Value) V = (V0,V1..Vp)T, ограничивающих все р аттракторы, а также показатели асимметрии (Asymmetry)
Vе , с С С ч 1, с с С С \
стохастического Л1 ={х^,\2"'х\т>" Р = ^xpV хр2 - хрт) • и хаотических центров аттракторов для каждого j-го обследованного
= - Х^п?- ХР = (Xpl' ^pl. - Х^рт^
„ ЛГ
Следует отметить, что - Х^ц JV - формула для идентификации
стохастического центра аттрактора,'^который находится путём вычисления среднего арифметического одноимённых координат точек, представляющих проекции конца вектора состояния БДС на каждую из координатных осей. Выделим, что для любых кластеров X| = + D^i! 2 формула для идентификации хаотического центра аттракторов, — ширина фазовой области аттрактора в проекции на i-ую координату, т. е. ширина грани гиперпараллелепипеда.
3. Затем вводится параметр R, показывающий степень изменения объёма аттракторов для k -го кластера до и после уменьшения размерности фазового пространства. В исходном приближении вычисляем R0 = (v0 — V02)/V01.
4. После исключения поочерёдно каждой из координат вектора X (например, для двухкластерных систем) вычисляются вторые приближения параметров R = (V/ — Vf)/V^. Таким образом, получаем R = (R0,..., Rm )T, т.е. вектор значений, по которым можно определить уменьшилась или увеличилась относительная величина аттракторов V при изменении размерности фазового пространства. При уменьшении относительных размеров V, анализируются параметры системы и на основе их неизменности или малой изменчивости делается заключение о существенной (если параметры существенно меняются) или несущественной (параметры почти неизменны) значимости конкретного, каждого x. компонента ВСОЧ для всего вектораX = (Xj, x2,...,Xm)T.
Систематизация материала и статистические расчёты выполнены с помощью программы «Statistica 8.0». Для оценки межгрупповых различий использовали критерий ^-критерий Манна-Уитни. При анализе таблиц сопряжённости использовали г-критерий (Гланц С.). Статистически значимыми считали различия при р<0,05.
Результаты собственных исследований
Оценка показателей ВРС позволяет подойти к научному прогнозированию физических возможностей спортсменов, решать вопросы отбора для занятий спортом, более рационально строить режим тренировок и контролировать функциональное состояние спортсменов [3, с. 200; 8, с. 156; 9, с. 142].
Результаты нашего исследования выявили статистически значимые различия функционального состояния вегетативной нервной системы по показателям временного, спектрального анализа вариабельности ритма сердца и анализа вариационной пульсометрии у спортсменов-парашютистов, спортсменов-трейсеров и лиц, не занимающихся спортом (табл. 1-5).
По показателям временного анализа в тренировочный период отмечена высокая парасимпатическая активность у спортсменов-парашютистов, которая увеличивалась в период соревнований. Следует отметить, что показатели парасимпатической активности у парашютистов были выше, чем в контрольной группе лиц, длительно проживающих в Югре и не занимающихся спортом (табл. 1).
Таблица 1
Показатели трёхмерной регистраций позвоночного столба во фронтальной плоскости экспериментальной и контрольной группах (M±SD)
Показатель Контроль п=30 Парашютисты ТП п=30 Парашютисты СП п=30 Р
1 2 3
SDNN, мс 54,69±2,90 54,52±2,69 51,18±3,92
RMSSD, мс 44,87±3,42 41,40±5,29 47,92±3,75 Р2-3 = 0,036
pNN50, % 20,19±2,62 13,08±3,02 18,90±2,86 Р1-2 = 0,007 р2-2=0,009
су % 6,55±0,26 6,41±0,29 6,50±0,32
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
В отличие от парашютистов, у спортсменов-трейсеров в тренировочный и соревновательный период по показателям временного анализа вариабельности ритма сердца SDNN, RMSSD и pNN50 преобладала симпатическая активность вегетативной нервной системы, которая значимо возрастала в соревновательный период, что, очевидно, обусловлено иными условиями тренировочного процесса в данной группе спортсменов и меньшей физической подготовленностью (табл. 2).
Таблица 2
Показатели временного анализа вариабельности ритма сердца у спортсменов-трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом (M±SD)
Контроль Трейсеры ТП Трейсеры СП
Показатель п=30 п=30 п=30 Р
1 2 3
1 2 3 4 5
SDNN, мс 54,69±2,90 47,00±4,08 46,21±2,42 Р1-3 = 0,048
RMSSD, мс 44,87±3,42 33,21±2,35 24,33±1,29 Р1-2 = 0,000 Р1-3 = 0,005 Р2-3=0,000
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5
pNN50, % 20,19±2,62 27,02±2,54 13,58±2,18 Р1-2 = 0,035 Р1-3 = 0,048 Р4-5 = 0,000
су % 6,55±0,26 5,61±0,45 5,61±0,27 Р1-2 = 0,008 Р1-3 = 0,014
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
Спектральный анализ вариабельности ритма сердца показал, что у спортсменов-парашютистов в тренировочный период, показатели суммарной мощности спектра ТР, низкочастотной (LF) и высокочастотной составляющей спектра (HF), а также отношение LF/HF соответствовали показателям соревновательного периода, что свидетельствует о высокой степени адаптации к экстремальным нагрузкам (табл. 3).
Таблица 3
Показатели спектрального анализа вариабельности ритма сердца у спортсменов-парашютистов в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом (M±SD)
Показатель Контроль Парашютисты ТП Парашютисты СП Р
п=30 п=30 п=30
1 2 3
ТР, тс2 3666,8±358,9 3426,2±279,0 3405,7±445,0
УЬ^ тс2 1477,9±160,7 1021,7±77,1 1054,7±111,7 Р1-2 = 0,018 Р1-3 = 0,008
LF, тс2 1056,9±127,6 1343,7±118,1 1242,7±134,7 Р1-2 = 0,014
НЕ тс2 1131,9±147,6 1084,3±142,0 1108,2±233,0
LF/HF 1,34±0,15 1,63±0,19 2,02±0,27
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
Следует отметить, что по показателям ТР, НF и соотношению LF/HF у парашютистов не было выявлено статистически значимых различий по сравнению с показателями контрольной группы, что может свидетельствовать о стабилизации вегетативной регуляции при комплексном воздействии климатических факторов и систематических тренировок, используемых в парашютном спорте.
В отличие от парашютистов, у спортсменов-трейсеров в соревновательный период установлено достоверное снижение высокочастотных волн НF и увеличение высокочастотных волн LF по сравнению с тренировочным периодом, что свидетельствует об активации симпатического отдела вегетативной нервной системы в период соревнований (табл. 4).
Таблица 4
Показатели спектрального анализа вариабельности ритма сердца у спортсменов-трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом (M±SD)
Показатель Контроль Трейсеры ТП Трейсеры СП Р
п=30 п=30 п=30
1 2 3
ТР, mc2 3666,8±358,9 3892,5±349,7 2708,0±247,2 Р2-З=0,025
VLF, mc2 1477,9±160,7 1305,3±110,5 1070,5±147,6 Р1-2 = 0,018
LF, mc2 1056,9±127,6 915,5±129,7 1213,5±158,9 Р1-3 = 0,025 Р2-3 = 0,011
НЕ mc2 1131,9±147,6 1209,9±157,1 721,9±73,1 Р1-3 = 0,015 р2-З=0,007
LF/HF 1,34±0,15 1,44±0,11 1,76±0,27
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
По сравнению с не занимающимися спортом лицами контрольной группы у спортсменов-трейсеров выявлены более низкие показатели VLF в тренировочный период, более высокие показатели LF и низкие показатели HF в период соревнований, что свидетельствует о мобилизации адаптационного резерва организма, соответствующего острому периоду адаптации.
При анализе вариационной пульсометрии у парашютистов отмечено преобладание парасимпатической активности вегетативной регуляции по увеличению показателя моды (Мо), уменьшению вариационного размаха (ВР) в соревновательный период, по сравнению с тренировочным, что свидетельствует, как и показатели временного и спектрального анализа ВРС, о снижении симпатической активности при занятиях данным видом экстремального спорта.
Индекс напряжения (ИН) в период соревнований у парашютистов и трей-серов повышался по сравнению с тренировочным периодом, но, тем не менее, он находился в пределах нормы, что свидетельствует, очевидно, о возможности сохранения адаптационного резерва при занятиях парашютным спортом и трейсингом в гипокомфортных климатических условиях Югры (табл. 5 и 6).
Таблица 5
Показатели вариационной пульсометрии у спортсменов-парашютистов в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом (M±SD)
Показатель Контроль Парашютисты ТП Парашютисты СП Р
п=30 п=30 п=30
1 2 3
Мо, с 0,82±0,02 0,78±0,03 0,89±0,03 р2-З=0,015
АМо, % 39,75±1,62 43,35±2,60 43,60±2,43
ВР, с 0,35±0,03 0,58±0,07 0,37±0,03 Р1-2 = 0,014 Р2-3 = 0,036
ИВР, у. е. 135,17±10,64 136,96±13,60 110,28±9,21
ИН, у. е. 86,43±7,72 52,50±5,63 93,98±15,38 Р1-2 = 0,001 р2-2=0,005
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
Таблица 6
Показатели вариационной пульсометрии у спортсменов-трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом (M±SD)
Показатель Контроль Трейсеры ТП Трейсеры СП Р
п=30 п=30 п=30
1 2 3
Мо, с 0,82±0,02 0,78±0,02 0,83±0,02
АМо, % 39,75±1,62 46,73±2,20 42,65±2,22 Р1-2 = 0,031
ВР, с 0,35±0,03 0,33±0,04 0,32±0,03
ИВР, у. е. 135,1±10,64 321,0±27,16 236,94±29,66 Р1-2 = 0,000 р1-2 = 0,006
ИН, у. е. 86,43±7,72 58,16±4,72 109,29±18,54 Р1-2 = 0,006
Примечание: в таблице указаны статистически значимые различия показателей между группами.
При биоинформационном анализе в качестве координат были выбраны 4 основных параметра временных характеристик вегетативной регуляции ритмов сердца: SDNN, мс; RMSSD, мс; pNN50,%; СУ,%.
На рисунке 1 представлены отображения квазиаттракторов состояния организма лиц, не занимающихся спортом и спортсменов экстремальных видов спорта по трём временным характеристикам ритмограммы: RMSSD; pNN50, %; СУ %.
Фазовое пространство
Фазовое пространство
Фазовое пространство
Фазовое пространство
Рис. 1. Трёхмерные отображения квазиаттракторов по трём временным характеристикам ритмограммы (RMSSD; pNN50, %; СУ %) у лиц, не занимающихся спортом (А) и парашютистов в тренировочный (Б) и соревновательный (В) периоды, трейсеры в тренировочный (Г) и соревновательный (Д) периоды
Установлено, что квазиаттракторы движения вектора состояния организма (ВСО) лиц, занимающихся экстремальными видами спорта и лиц, не занимающихся спортом занимали разные области в фазовом пространстве и имели разные объёмы.
Выявлены качественные различия между параметрами квазиаттракторов у лиц занимающихся экстремальными видами спорта в динамике тренировочного процесса.
Наиболее значимые отличия по показателю асимметрии (Их - расстояние между геометрическими и статическими центрами квазиаттракторов) отмечены у парашютистов в тренировочный период - Их=16,90 и в соревновательный период - Их=43,06.
Показатель ассиметрии у трейсеров в период соревнований значимо не менялся и составил в тренировочный период - Их=10,76 , в соревновательный период - Их=8,37.
Следует отметить, что в тренировочный период общий показатель асимметрии Их в обеих группах спортсменов экстремального профиля был меньше (у парашютистов - Их=16,90, у трейсеров - Их=10,76), чем у лиц, не занимающихся спортом - Их=24,67.
Объём квазиаттракторов у парашютистов, в период соревнований в 3,78 раза был больше, чем в тренировочный: Vx=61*105 и Vx=16,12*105 соответственно; у трейсеров в период соревнований, напротив, был в 1,24 раза меньше, чем в тренировочный: Vx=10,34*105 и Vx=8,30*105 соответственно.
Следует отметить, что, у трейсеров в соревновательный период объём квазиаттракторов в 7,35 раза меньше, чем у спортсменов-парашютистов в аналогичный период и составляет Vx=8,30*105. Уменьшение объёмов квази-аттрактров и показателя асимметрии свидетельствует об усилении симпатических влияний на вариабельность сердечного ритма (табл. 7).
Таблица 7
Параметры квазиаттракторов состояния вегетативной регуляции сердечного ритма у парашютистов и трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом, по временным характеристикам кардиоритмограммы
Количество измерений N=30; Размерность ФП=4
Контроль
IntervalX0=60,00 IntervalX1=95,00 IntervalX2=63,26 IntervalX3 = 5,01 AsymmetryX0=0,16 AsymmetryX1=0,21 AsymmetryX2=0,18 AsymmetryX3=0,08
General asymmetry value rX=24,67; General V value=18,06*105
Парашютисты ТП Парашютисты СП
IntervalX0 = 54,00 AsymmetryX0=0,04 IntervalX1=86,00 AsymmetryX1=0,12 IntervalX2=62,89 AsymmetryX2=0,21 IntervalX3 = 5,52 AsymmetryX3=0,03 IntervalX0=99,00 AsymmetryX0=0,16 IntervalX1 = 127,00 AsymmetryX1=0,25 IntervalX2=68,82 AsymmetryX2=0,34 IntervalX3 = 7,05 AsymmetryX3=0,01
General asymmetry value rX=16,90; General V value vX=16,12*105 General asymmetry value rX=43,06 General V value vX=61*105
Трейсеры ТП Трейсеры СП
IntervalX0 = 72,00 AsymmetryX0=0,13 IntervalX1=33,00 AsymmetryX1=0,16 IntervalX2=48,63 AsymmetryX2=0,03 IntervalX3=8,95 AsymmetryX3=0,25 IntervalX0 = 56,00 AsymmetryX0=0,06 IntervalX1=54,00 AsymmetryX1=0,006 IntervalX2=44,90 AsymmetryX2=0,17 IntervalX3=6,12 AsymmetryX3=0,01
General asymmetry value rX=10,76 General V value vX=10,34*105 General asymmetry value rX=8,37 General V value vX=8,30*105
Примечание: General asymmetry value Rx - общий показатель асимметрии; General V value Vx - объём параллелепипеда.
Наиболее удалены в фазовом пространстве состояний группы парашютистов и трейсеров в соревновательном периоде ^у=48,12). Менее выражены различия между контрольной группой и парашютистами в тренировочном периоде ^у=8,95). У парашютистов расстояние между центрами квазиаттрат-коров в тренировочном и соревновательном периодах больше, чем в группе
трейсеров ^у = 18,35 у. е. и 13,14 у. е. соответственно), что говорит о различном уровне вегетативной регуляции ритма сердца спортсменов-трейсеров и спортсменов-парашютистов при влиянии физической нагрузки на организм в соревновательный период. Межаттракторное расстояние между группами парашютистов и трейсеров в тренировочном периоде составляет zij=30,92 у. е., а в соревновательном оно увеличивается в 1,56 раза до zij=48,18 у. е. (табл. 8).
Таблица 8
Матрица расстояний между хаотическими (геометрическими) центрами квазиаттракторов состояния вегетативной регуляции сердечного ритма у парашютистов и трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом, по временным характеристикам кардиоритмограммы (т=5)
Группы испытуемых Парашютисты Трейсеры
ТП СП ТП СП
Контроль 8,95 10,80 37,50 37,69
Парашютисты ТП - 18,35 30,92 29,98
СП - 47,70 48,12
Трейсеры ТП - 13,14
СП -
Примечание: m - размерность ФПС.
Квазиаттракторы движения ВСО лиц, занимающихся экстремальными видами спорта и лиц, не занимающихся спортом, занимали разные области в фазовом пространстве, также они имели разные объёмы.
В таблице 9 представлены параметры квазиаттракторов состояния вегетативной регуляции сердечного ритма, полученные для построения пятимерного фазового пространства.
Таблица 9
Параметры вектора состояния организма парашютистов и трейсеров в тренировочный и соревновательный периоды и лиц, не занимающихся спортом по показателям вариационной пульсометрии
по Р.М. Баевскому
Количество измерений N=30; Размерность ФП=5
Контроль
IntervalX0=0,39 IntervalX1=30,20 IntervalX2=0,57 IntervalX3=204,00 IntervalX4=157,60 AsymmetryX0=0,16 AsymmetryX1=0,01 AsymmetryX2=0,25 AsymmetryX3=0,11 AsymmetryX4=0,11
General asymmetry value rX=28,15; General V value vX=2,16*105
Парашютисты ТП Парашютисты СП
IntervalX0=0,65 AsymmetryX0=0,04 IntervalX1=49,10 AsymmetryX1=0,06 IntervalX2 = 1,58 AsymmetryX2=0,25 IntervalX3=280,60 AsymmetryX3=0,13 IntervalX4=107,90 AsymmetryX4=0,13 IntervalX0=0,66 AsymmetryX0=0,18 IntervalX1=49,00 AsymmetryX1=0,03 IntervalX2=0,74 AsymmetryX2=0,16 IntervalX3=177,91 AsymmetryX3=0,09 IntervalX4=374,03 AsymmetryX4=0,25
General asymmetry value rX=38,27 General V value vX=15,26*105 General asymmetry value rX=97,38 General V value vX=15,92*105
Окончание табл. 9
Трейсеры ТП Трейсеры СП
IntervalX0=0,44 AsymmetryX0=0,08 IntervalX1=42,40 AsymmetryX1=0,06 IntervalX2=0,91 AsymmetryX2=0,26 IntervalX3=432,00 AsymmetryX3=0,04 IntervalX4=108,30 AsymmetryX4=0,08 IntervalX0=0,43 AsymmetryX0=0,09 IntervalX1=50,90 AsymmetryX1=0,15 IntervalX2=0,74 AsymmetryX2=0,10 IntervalX3 = 579,40 AsymmetryX3=0,23 IntervalX4=532,60 AsymmetryX4=0,33
General asymmetry value rX=18,86 General V value vX=7,94*105 General asymmetry value rX=22,.24 General V value vX=49,98*105
Примечание: General asymmetry value Rx - общий показатель асимметрии; General V value Vx - объем параллелепипеда.
В качестве координат были выбраны 5 основных параметров временного анализа регуляции ритма сердца: Мо, с - наиболее часто встречающаяся величина в вариационном ряду интервалов И-И; Амо, % - амплитуда моды; ВР, с - разница между максимальным и минимальным значением И-И; ИВР - индекс вегетативного равновесия; ИН - индекс напряжения.
По показателю асимметрии (Их) наиболее выраженные различия (в 7,93 раза) были получены между трейсерами в период соревнований Их=223,24 и лицами, не занимающимися спортом Их=28,15. При этом у трейсеров в соревновательном периоде наблюдается наибольший объем квазиаттрактора - Vx=49,98*105. У парашютистов в соревновательном периоде он в 3,14 раза меньше и составляет Vx=15,92*105.
Наименьший объём квазиаттрактора в группе лиц, не занимающихся спортом - Vx=2,16*105, что в 23 раза меньше по сравнению с группой трейсе-ров в соревновательном периоде и в 7,37 раза меньше, чем в группе парашютистов в аналогичном периоде.
Выявлены различия между параметрами квазиаттракторов у спортсменов, занимающихся экстремальными видами спорта, и лиц, не занимающихся спортом. Наиболее значимые отличия по показателю асимметрии (Их - расстояние между геометрическими и статическими центрами квазиаттракторов) отмечены в группе спортсменов-парашютистов в соревновательный период - Их=3 160,21 и в тренировочный период - Их=704,25; у трейсеров в соревновательный период - Их=959,92. Объём квазиаттракторов у спортсменов-парашютистов в соревновательный период, был меньше, чем в тренировочный период: Vx=4,57*1013 и Vx=5,54*1013 соответственно, что свидетельствует о преобладании парасимпатической активности в вегетативной регуляции ритма сердца парашютистов в период соревнований, как результат адаптации организма к условиям максимального напряжения всех высших вегетативных центров.
Параметрами порядка, характеризующими изменение вектора состояния организма спортсменов в фазовом пространстве состояний оказались показатели вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому - мода, амплитуда моды и вариационный размах (Мо, с, Амо, %, ВР, с).
На рисунке 2 представлены отображения квазиаттракторов состояния организма лиц, не занимающихся спортом и спортсменов экстремальных видов спорта по трём характеристикам ритмограммы: Мо, с, Амо, %, ВР, с.
Фазовое пространство
Фазовое пространство
Б
Фазовое пространство
Фазовое пространство
Рис. 2. Трёхмерные отображения квазиаттракторов по характеристикам кардиоинтервалограммы (Мо, с, Амо, %, ВР, с.) у лиц, не занимающихся спортом (А) и парашютистов в тренировочный (Б) и соревновательный (В) периоды, трейсеры в тренировочный (Г) и соревновательный (Д) периоды
Заключение. В настоящее время в литературе нет общепринятого определения «экстремальные виды спорта», не выявлены его особые свойства, не разработана типовая и примерная модель организации тренировочных занятий, нет конкретных показателей влияния экстремальных видов спорта на организм и психологию человека (Павленко Н.А., 2009; Hynynen E. et al., 2009).
В связи с существующей проблемой объективной оценки состояния организма спортсменов экстремальных видов спорта в динамике тренировочного процесса и частной задачей - функционирования регуляторных систем в особых дискомфортных климато-экологических условиях, которые характерны для ХМАО - Югры, предпринято настоящее исследование.
Биоинформационный подход к оценке функциональных систем, регулирующих изменение состояния организма при изменении экстремальных физических и психических нагрузок в гипокомфортных климатических условиях позволил нам выявить закономерности изменения состояния вегетативной и центральной нервной системы при различной направленности тренировочного процесса. Нами показано, что занятия парашютным спортом и трейсингом в Югре, переводят адаптивно-регуляторные реакции и психологическое состояние спортсменов на качественно различный уровень, что необходимо учитывать при спортивном отборе и использовании экстремальных тренировок для лиц экстремальных профессий. Установлено, что у спортсменов-парашютистов в соревновательный период по сравнению с тренировочным происходило увеличение, а у спортсменов-трейсеров - уменьшение объёмов квазиаттракторов, что свидетельствует об изменении баланса системы вегетативной регуляции и подтверждается результатами анализа межаттракторных расстояний. Отмечено, что у спортсменов-парашютистов происходило уменьшение, а у трейсеров - увеличение расстояния между центрами квазиатракторов.
Параметрами порядка, рассчитанными на основании показателей временного анализа вегетативной регуляции ритма сердца, были величины: RMSSD, pNN50, CV. При этом у спортсменов-парашютистов происходило повышение активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в соревновательный период, тогда как у трейсеров - симпатического.
Биоинформационный анализ параметров вариационной пульсометрии показал, что у парашютистов изменения объёма квазиатрактора в период соревнований по сравнению с тренировочным, были менее выраженными, чем у трейсеров, у которых произошло увеличение Vx в 7,37 раза. Полученные результаты подтверждаются величиной межаттракторных расстояний.
Параметрами порядка, рассчитанными на основании показателей вариационной пульсометрии оказались: Мо; Амо; ВР. Их динамика при изменении уровня физических и психо-эмоциональных нагрузок в группах обследованных спортсменов была неодинаковой и подтверждала рост активности симпатического отдела вегетативной нервной системы у трейсеров и парасимпатического - у парашютистов.
Литература
1. Агаджанян, Н.А. Особенности адаптации к разнице в часовых поясах у военнослужащих спортсменов-парашютистов в условиях чемпионата мира [Текст] / Н.А. Агаджанян [и др.] // Технологии живых систем. - 2009. -№ 6. - С. 30-33.
2. Баевский, Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем [Текст] : метод. рекомендации / Р.М. Баевский, Д.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин. - М., 2002. - 53 с.
3. Баевский, Р.М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения [Текст] / Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов. - М. : Институт медико-биологических проблем, ММА, 2000. - 253 с.
4. Дикий, И.С. Психофизиологические и психологические характеристики спортсменов с различным уровнем стрессоустойчивости [Текст] / И.С. Дикий // Здоровье нации - основа процветания России : материалы науч.-практ. конгрессов III Всерос. форума. - М., 2007. - Т. 3. - Ч. 2. - С. 405-406.
5. Еськов, В.М. Синергетика в клинической кибернетике. Ч. 2 : Особенности саногенеза и патогенеза в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры [Текст] : монография / В.М. Еськов. - Самара : Офорт, 2007 (гриф РАН) - 292 с.
6. Еськов, В.М. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве [Текст] / В.М. Еськов [и др.] / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212, РОСПАТЕНТ. - М., 2006.
7. Еськов, В.М. Синергетика в клинической кибернетике. Ч. 1 : Теоретические основы системного синтеза и исследований хаоса в биомедицинских системах [Текст] : монография / В.М. Еськов, А.А. Хадарцев, О.Е. Филатова. - Самара : Офорт, 2006. - 233 с.
8. Кудря, О.Н. Показатели вариабельности сердечного ритма у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса [Текст] / О.Н. Кудря // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2009. - № 3. - С. 20-25.
9. Михайлов, В.М. Вариабельность сердечного ритма: опыт практического применения метода [Текст] / В.М. Михайлов. - Иваново : ИГМА, 2002. -290 с.
10. Пухняк, Д.В. Оценка повышения уровня стрессоустойчивости парашютистов в процессе тренировок [Текст] / Д.В. Пухняк, А.Н. Мингалев, В.Г. Абуш-кевич // Fundamental research. - 2011. - № 5. - С. 154-158.
11. Рябыкина, Г.В. Вариабельность сердечного ритма [Текст] : монография / Г.В. Рябыкина, А.В. Соболев. - М. : Оверлей, 2001. - 200 с.
12. Eskov, V.M. Identification of synergetic property of biological dynamic system (BDS) [Text] / VM. Eskov [et. al.] // Proceeding of international Biophysics Congress. (Montpelier - France). - 2005. - P. 78-80.
13. Rawenwaij, C. Heart rate variability [Text] / C. Rawenwaij [et. al.] // Annals of intern. Med. - 1993. - Vol. 118. - № 14. - P. 437-447.
14. Kupper, N. Heritability Heart Rate Variability [Text] / N. Kupper // Circulation. -2004. - Vol. 110. - P. 2792-2796.
15. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task force of the European Society of cardiology and the North American Society of pacing and electrophysiology [Text] / Eur. Heart J. - 1996. -Vol. 17. - Р. 354-381.
