CC BY
39
®
www.volsu.ru
УДК 61.612.13 ББК 2.28.707.3
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ГЕМОДИНАМИКА МОЛОДЫХ ЛЮДЕЙ В УСЛОВИЯХ СРОЧНОЙ АДАПТАЦИИ К ПРЕБЫВАНИЮ
В СРЕДНЕГОРЬЕ
Ксения Алексеевна Букова
Магистрант кафедры биологии, Волгоградский государственный университет ksenia.bukova 1993@таЛ. ги
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Мария Николаевна Климанова
Магистрант кафедры биологии, Волгоградский государственный университет maryaklimanova@yandex. ги
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Наталья Андреевна Акимова
Магистрант кафедры биологии, Волгоградский государственный университет ashatan08.93@mail.ru
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Елизавета Борисовна Затрудина
Магистрант кафедры биологии, Й Волгоградский государственный университет
Ц Yastchic@yandex.ru
& просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация й
СП
Аннотация. Адаптация нетренированного молодого человека, жителя равнин, ^ сопровождается перестройками систем крови, дыхания, кровообращения. В связи с Л этим особую актуальность имеет исследование соответствий хронотропного, инотроп-§ ного компонентов деятельности сердца, его насосной функции в условиях среднегорья (высота над уровнем моря 2000-3500 м).
В работе выполнено тонометрическое обследование 15 молодых лиц во время ей экспедиции, маршрут которой пролегал на высотах 1900-3250 м над уровнем моря. По § мере прохождения маршрута прослежена динамика частоты сердечных сокращений | (далее - ЧСС), систолического, диастолического, пульсового и среднего гемодинами-^ ческого артериального давления крови. Расчетным способом определены систолический объем крови (далее - СОК) и минутный объем кровообращения (далее - МОК). ^ По мере нарастания высоты над уровнем моря выявлено существенное напряже-
Ц ние механизмов адаптации, проявляющееся значительным повышением ЧСС при одновременном снижении СОК на высоте 3250 м. При быстром спуске до высоты 1900 м выявлено усиление силы сердечных сокращений, рост производительности сердца.
о <м
РЧ
м
РЧ
Гетерохронность повышения активности хроно- и инотропного компонентов деятельности сердца у нетренированных лиц в условиях среднегорья следует учитывать в физиологии спорта и спортивной медицине.
Ключевые слова: системная гемодинамика, среднегорье, гипоксия, адаптация, тонометрия, инотропная функция сердца, хронотропная функция сердца, насосная функция сердца.
Известно, что подъем жителей равнинных местностей на высоты 2500-3500 м над уровнем моря, осуществляющийся во время туристических походов или учебно-исследовательских экспедиций, сопровождается глубокими функциональными перестройками систем дыхания, крови, кровообращения.
Сердечно-сосудистая система является одной из наиболее лабильных систем организма, активно участвуя в процессах срочной адаптации к изменениям условий жизнедеятельности [1; 2].
При восхождениях, в отличие от высотных полетов в негерметизированных кабинах легкомоторных летательных аппаратов, организм человека подвергается длительному воздействию мультифакторного комплекса взаимодействующих между собой функциональных нагрузок. К ним относятся следующие: выполнение физической работы, достигающей при сложных трассах восхождений значительных величин, снижение парциального давления кислорода в атмосферном воздухе, уменьшение атмосферного барометрического давления [2].
В соответствии с этим срочная адаптация жителя равнин к условиям среднегорья включает в себя мобилизацию крови из депо, реорганизацию центральной гемодинамики и регионарного кровообращения, изменения частоты и глубины дыхательных экскурсий. В зависимости от степени тренированности конкретного лица перечисленные компоненты системной адаптации организма могут варьироваться в широких пределах [3; 4].
В связи с изложенным несомненный интерес для физиологов, специалистов в области спортивной медицины и курортологии представляет исследование важнейших показателей системного кровообращения, системного давления крови, хроно-, инотропного компонентов деятельности сердца и его насосной функции у нетренированных лиц молодого возра-
ста в динамике восхождения на высоты 20003500 м над уровнем моря.
Целью настоящей работы являлся мониторинг основных показателей функции сердечно-сосудистой системы нетренированных жителей равнин в процессе срочной адаптации к условиям среднегорья.
Первичные наблюдения выполнены в полевых условиях во время экспедиционного восхождения, осуществленного в регионе Северного Кавказа, район Софийских.
Под наблюдением находилось 15 обследуемых мужчин, среднего возраста 29,2 + 2,4 лет.
Посредством автоматизированной тахоос-циллоскопической тонометрии (использован портативный прибор «OMRON M2 Basic (HEM-7116-ARU)») определяли систолическое и диа-столическое давление крови в левой плечевой артерии (АДС и АДД, мм рт. ст.), а также частоту сердечных сокращений (ЧСС, мин-1). На основании результатов тонометрии вычисляли пульсовое и среднее гемодинамическое давление крови (АДП и СГД, мм рт. ст.).
Значения систолического объема крови (СОК, мл) определяли расчетным способом, согласно уравнению Старра (Starr I., 1954). В последующем определяли минутный объем кровообращения (МОК, мл/мин) как произведение величин ЧСС и СОК.
Динамические наблюдения функционального состояния сердечно-сосудистой системы последовательно проведены в одно и то же время суток (10 часов) в исходной точке маршрута восхождения (г. Армавир, условный контроль) и затем на высотах 1900, 2200, 3250, 2400 м над уровнем моря. Общее время пребывания обследуемых в условиях среднего-рья составило 10 суток.
Статистический анализ первичного массива данных выполнен с помощью программного пакета «EXCEL 2013». Вычисляли средние арифметические значения параметров (M), ошибку средних значений (m). Достовернос-
ти различий параметров оценивали по ^кри-терию Стьюдента.
Результаты исследований гемодинамики в различных точках маршрута восхождения представлены в таблицах 1-2.
В контрольной точке восхождения (г. Армавир) показатели системного артериального давления крови, хронотропной, инотропной и насосной функций сердца соответствовали нормальным значениям.
Пеший переход в следующую точку маршрута (с. Архыз) не сопровождался существенными изменениями инотропного компонента деятельности сердца. Отмечено лишь увеличение ЧСС (на 12,7 %,р < 0,05), по-видимому, обусловленное повышенной двигательной активностью обследованных (табл. 1).
Дальнейшее движение по маршруту сопровождалось более выраженными изменениями гемодинамики. При достижении высоты
2200 м над уровнем моря (Софийский хребет) у обследованных сохранялась умеренная тахикардия, но также обнаруживалась тенденция к снижению АДП (на 16,0 %, р < 0,056). Таким образом, подъем на двухкилометровую высоту сопровождался напряжением хронот-ропного компонента деятельности сердца при некотором снижении сердечного выброса (табл. 1). Указанный способ компенсации высотной гипоксии обеспечивал стабильность СГД обследованных, но реализовывался физиологически невыгодным путем.
Достижение наивысшей точки маршрута (3250 м над уровнем моря, гора Кельбаши) сопровождалось дальнейшим напряжением механизмов адаптации: по сравнению с контролем ЧСС возросла на 13,5 %,р < 0,03). В то же время сердечный выброс снизился на 10,4 % (р < 0,04). По-видимому, это являлось следствием дальнейшего напряжения меха-
Таблица 1
Артериальное давление и системное кровообращение обследуемых в различных географических точках маршрута восхождения (М ± т)
Показатель гемодинамики Географическая точка или высота над уровнем моря, м
г. Армавир (контроль) с. Архыз Софийский хребет, 2200
АДС, мм рт. ст. 118,00 + 4,45 118,44 + 3,92 113,00 + 3,85
АДД, мм рт. ст. 72,50 + 2,76 75,55 + 1,98 74,78 + 2,07
АДП, мм рт. ст. 45,50 + 4,20 42,89 + 3,79 38,22 + 3,28 *
СГД, мм рт. ст. 86,15 + 2,75 88,42 + 2,09 86,24 + 2,28
СОК, мл 56,68 + 3,80 53,24 + 3,40 51,16 + 2,24
ЧСС, мин-1 79,50 + 2,79 89,56 + 4,00 * 87,33 + 3,94 *
МОК, мл/мин 4515,12 + 341,76 4802,34 + 362,61 4454,40 + 331,33
Примечание. * - показатели, достоверно отличающиеся от своих значений в контрольной точке маршрута (р < 0,05 и более).
Таблица 2
Артериальное давление и системное кровообращение обследуемых в различных географических точках маршрута восхождения. Продолжение (М ± т)
Показатель гемодинамики Географическая точка или высота над уровнем моря, м
г. Кель-баши, 325 р. Ак-ры, 1900 Пятиозерье, верховье Ац-горы, 2400
АДС, мм рт. ст. 116,83 + 5,28 115,44 + 3,01 114,11 + 2,59
АДД, мм рт. ст. 78,00 + 2,63 * 72,67 + 2,60 * 74,89 + 2,35
АДП, мм рт. ст. 38,83 + 5,20 42,78 + 1,36 39,22 + 2,11
СГД, мм рт. ст. 89,65 + 2,74 85,50 + 2,66 87,28 + 2,51
СОК, мл 50,81 + 3,30 * 72,04 + 1,61 * 51,04 + 2,56
ЧСС, мин-1 90,20 + 6,20 * 88,44 + 5,06 * 73,33 + 3,99 *
МОК, мл/мин 4572,04 + 328,97 6372,32 + 447,56 * 3723,48 + 311,88 *
Примечание. * - показатели, достоверно отличающиеся от своих значений в контрольной точке маршрута (р < 0,05 и более).
низмов адаптации обследованных к условиям среднегорья.
Однако при спуске к точке, расположенной на 1350 м ниже (р. Акры, 1900 м над уровнем моря), у обследованных, несмотря на сохранение выраженной тахикардии, выявлено значительное (на 27,1 %, р < 0,01) возрастание СОК по сравнению с уровнем в контрольной точке маршрута. Сочетанное увеличение силы и частоты сокращений сердца вызывало резкое усиление его насосной функции (по сравнению с контролем МОК возрос на 41,1 %,р <0,001).
Дальнейший подъем к району Пятиозе-рья, верховье горы Ац-горы (2400 м над уровнем моря), сопровождался противоположными изменениями гемодинамики: снижением СОК и ЧСС. Следует отметить, что эти изменения гемодинамики наблюдались спустя четверо суток после преодоления предшествующего участка маршрута.
Таким образом, основным первично реализуемым способом адаптации нетренированных молодых лиц к условиям среднегорья являлось возрастание хронотропной функции сердца, сопровождавшейся некоторым снижением его инотропной функции. Увеличение сократимости миокарда и рост насосной функции сердца, согласно полученным данным, являются несколько более отсроченными компонентами адаптации к среднегорью и наблюдаются при быстром уменьшении гипоксичес-кого воздействия на организм. Наконец, дли-
тельное, в течение нескольких суток, пребывание в состоянии условного покоя на высотах 2000-2500 м над уровнем моря способствует повышению экономичности деятельности сердца и, по-видимому, свидетельствует о повышении функциональных резервов сердечно-сосудистой системы.
Полученные в настоящей работе результаты следует учитывать при исследованиях частных механизмов адаптации человека, в физиологии физической культуры, трудовой деятельности и спортивной медицины.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Агаджанян, Н. А. Адаптация и резервы организма / Н. А. Агаджанян. - М. : Физкультура и спорт, 1983. - 174 с.
2. Реактивность организма при подъеме в горы / С. Х. Измайлова, Б. Ж. Касенов, А. А. Рисбе-кова [и др.] // Вестник КазНМУ - 2015. - № 2. -С. 253-255.
3. Русанов, В. Б. Системные изменения центральной гемодинамики в условиях адаптации к физическим нагрузкам на выносливость / В. Б. Русанов // Вестник ЧГПУ - 2009. - № 8. - С. 267-275.
4. Цинкер, В. М. Адаптация организма спортсменов к условиям среднегорья и смене часового пояса / В. М. Цинкер // Вестник Бурятского госуниверситета. - 2009. - № 13. - С. 76-78.
5. Чанчаева, Е. А. Физическая работоспособность студентов в условиях высокогорья / Е. А. Чан-чаева, О. Г. Курушина, С. А. Суксекова // Мир науки, культуры, образования. - 2007. - № 3 (6). - С. 37-39.
CENTRAL HEMODYNAMICS OF YOUNG HUMANS IN CONDITIONS OF AN URGENT ADAPTATION TO STAYING IN MIDDLE MOUNTAINS
Kseniya Alekseevna Bukova
Master Student, Department of Biology, Volgograd State University ksenia.bukova 1993@mail. ru
Prosp. Universitetsky, 100, 400062 Volgograd, Russian Federation
Mariya Nikolaevna Klimanova
Master Student, Department of Biology, Volgograd State University maryaklimanova@yandex. ru
Prosp. Universitetskiy, 100, 400062 Volgograd, Russian Federation
Natalya Andreevna Akimova
Master Student, Department of Biology, Volgograd State University ashatan08.93@mail.ru
Prosp. Universitetsky, 100, 400062 Volgograd, Russian Federation
Elizaveta Borisovna Zatrudina
Master Student, Department of Biology, Volgograd State University Yastchic@yandex.ru
Prosp. Universitetsky, 100, 400062 Volgograd, Russian Federation
Abstract. Adaptation of an untrained young human, a flatland habitant, is accompanied with hemic, breathing and blood circulatory systems reconstruction. Due to this, investigations of accordance of chronotropic and inotropic components of a cardiac activity, cardio pumping function in conditions of middle mountains and habitable highlands (2000-3500 m above sea level) are particularly relevant.
The tonometric check was made for 15 young humans during the expedition passed on the route with 1900-3000 m altitude. While passing the route the dynamic of heart rate, systolic and diastolic pressure, pulse pressure and mean hemodynamic arterial blood pressure. The systolic output and minute blood volume were calculated.
As the altitude was rising, the significant stress of an adaptive mechanism was revealed, which appears with a significant increase of a heart rate with simultaneous decrease of systolic output on 3250 m altitude. In case of a fast descent to 1900 m altitude the increase of heart rate power and the rise of cardiac efficiency was revealed.
A heterochronia of rising of a chronotropic and inotropic components of heart activity among intrained humans in conditions of middle mountains should be considered in sports physiology and sports medicine.
Key words: systemic hemodynamics, middle mountains, hypoxia, adaptation, tonometry, inotropic heart function, chronotropic heart function, pumping heart function.
