Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 21 (60). 2008. № 3. С. 100-106.
УДК 612.13:796.015.84]:796.422.12-071.2-055.2
ВЕГЕТАТИВНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦЕНТРАЛЬНО! ГЕМОДИНАМ1КИ I Ф1ЗИЧНО1 ПРАЦЕЗДАТНОСТ1 У Л ЕГКОАТЛ ЕТОК-СПРИНТЕР1В
Михалюк С.Л., Сиволап В.В., Ткалiч 1.В., Чечель М.М.
Проведено комплексне обстеження та вивчення показникiв фiзичного розвитку, варiабельностi серцевого ритму, центрально! гемодинамши та фiзично! працездатностi у 47-ми легкоатлеток-спринтерш, серед яких, 38 з квалiфiкацiею 1 розряд-КМС та 9 спортсменок рiвня МС-МСМК. Вивчено вплив спортивно! квалiфiкацil, оптимальних величин С1, ЧСС, 1Н та LF/HF на показники, що вивчалися, проведено кореляцiйний аналiз.
Ключовi слова: легкоатлетки-спринтери, варiабельнiсть серцевого ритму, центральна гемодинатка, фiзична працездаттсть, кореляцiя.
ВСТУП
Перспективним напрямком у спортивнш медициш залишаеться оцшка функцюнальних можливостей спортсмешв на основ! реестрацп показниюв системи кровооб1гу. Под1бна оцшка не може бути кшцевою без урахування, перш за все, спортивно! квал!ф!кацп на показники центрально! гемодинамши [1,8].
Легкоатлетичний б1г на дистанцп 100-400 м (спринт) вщноситься до циктчно! роботи максимально! потужносп з переважним розвитком якосп швидкосп та сили
[5].
Основш фактори, що приводять до зниження працездатносп спринтера е локальна м'язова втома, яка зумовлена зменшенням внутршньом'язових резерв1в енергетичних речовин та закисленням внутршньом'язового середовища, внаслщок анаеробного утворення молочно! кислоти. Тому велик! за об'емом та штенсивнютю тренувальш навантаження част!ше е причиною використання адаптивного потенщалу оргашзму спортсмена та розвитку стану дизадаптацп, що може в!дбитися на показниках вар!абельносп серцевого ритму, що характеризуе його тонус, особливосп та ступеш активност! нервово! та гуморально! регуляцп, як! в!ддзеркалюють адаптац!йн! резерви оргашзму [2], а також на ф!зичнш працездатносп як на показников! здоров'я [4]. Так В.Виноградов [3] на невеликш груш спринтер!в виявив збшьшення активност! парасимпатичного каналу регуляц!!' тд впливом комплексу спец!альних чинник!в
С науков! роботи, що св!дчать про взаемозвязок м!ж ступенем напруги мехашзм!в вегетативно! регуляц!! та параметрами гемодинамши ! показниками ф!зично! працездатност! у представниюв цикл!чних вид!в спорту (лижники) у пор!внянш з представниками ациктчних вид!в спорту (борц!) [6]. Автори вважають, що отримаш дан! необхщш для правильного планування тренувального процесу, прогнозуванню досягнення оптимального р!вня функцюнально! готовност!, а саме: вищих спортивних результата.
Роботи, що присвячеш вивченню показникiв варiабельностi серцевого ритму, центрально! гемодинамши та фiзично! працездатностi легкоатлеток-спринтерiв у доступнiй науковш спортивно-медично! лiтературi вiдсутнi. Поодинокi роботи, з урахуванням власних дослiджень авторiв [7], поки що не можуть задовольнити потреби фахiвцiв (тренери, лшар^ науковцi та iн.), якi займаються пiдготовкою сучасних бiгунiв на коротю дистанцп, а саме: пiдвищенням функцюнального стану найважливiших органiв та систем.
Мета роботи - вивчення показниюв варiабельностi серцевого ритму, центрально! гемодинамши та фiзично! працездатностi легкоатлеток-спринтерiв високого класу та визначення залежносп показниюв, що вивчаються, вiд оптимальних величин центрально! гемодинамши та варiабельностi серцевого ритму.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ
Проведено комплексне обстеження, що включало визначення показниюв ВСР, центрально! гемодинамiки та фiзично! працездатностi з використанням субмаксимального тесту PWC170 у 47-ми легкоатлеток, що займаються б^ом на коротю дистанцi! - спринтом, з них квалiфiкацi! I розряд-КМС - 38 чоловш, середнiй вiк 17,7±0,3 роюв, стаж занять 3,7±0,2 рокiв та 9 спортсмешв рiвня МС-МСМК, середнш вiк 21,9±0,8 рокiв, стаж занять 7,2±1,6 рокiв.
Для анатзу вегетативно! регуляцi! серцево! дiяльностi використали математичш методи аналiзу ВСР [2]. Видшили такi характеристики: мода (Мо, с), амплiтуда моди (АМо, %), варiацiйний розмах (Д, с). Розраховано ряд похщних показникiв: iндекс вегетативно! рiвноваги (АМо/Д, %/с), вегетативний показник ритму (ВПР, 1/с2), показник адекватностi процесiв регуляцi! (ПАПР, %/с), шдекс напруження (1Н, вiдн.од.). Аналiз та оцшка перiодичних компонентiв серцевого ритму проводилась шляхом дослщження спектральних показниюв автокореляцiйних функцiй [11]: загально! потужносп спектру ТР (мс2), потужностi у дiапазонi низьких LF (мс2) та високих HF (мс2) частот, LF i HF у нормалiзованих одиницях (LFn, %, HFn, %), сшввщношення LF/HF (вiдн.од.). Центральна гемодинамiка вивчалася методом автоматизовано! тетраполярно! реографi! за W. Kubicek et а1., (1970) в модифшацп Ю.Т.Пушкаря зi ствавт. (1970). Розраховано ударний i хвилинний об'еми серця (УО, ХОК), ударний i серцевий iндекси (У1, С1), загальний та питомий периферiйний отр судин (ЗПОС, ППО). Визначення фiзично! працездатностi проводилося за загальноприйнятою методикою на велоергометрi з використанням субмаксимального тесту PWCl70 [10] та з розрахунком вщносно! величини PWC170, тобто PWC170/кг.
Проведено порiвняльний аналiз показниюв у легкоатлеток в залежностi вщ типiв кровообiгу (ТК) (С1 менше i бiльше 2,750 л/хв/м2), вщ ЧСС (менше 56 уд/хв i бiльше), вiд стану ВСР (1Н менше 80 вiдн.од. i бшьше), а також вiд величини шдексу LF/HF (менше 1,0 вiдн.од. i бiльше). Згiдно класифiкацi! [9] ми порiвнювали показники, що вивчаються, у спортсменок, як мають гiпокiнетичний ТК, що е економiчно вигiднiшим (С1 менше 2,750 л/хв/м2) зi спортсменками, як мають еу- i гшеркшетичний ТК (С1 бiльше2,750 л/хв/м2). Що стосуеться розподшу в залежностi вщ величини ЧСС, то загальноприйнятим вважаеться положення про те, що
оптимальш величини ЧСС для ос1б, яю не займаються спортом складають 60 уд/хв. Оскщьки контингент обстежених спортсменок складаеться з висококвал1ф1кованих легкоатлеток з багатор1чним стажем тренувань ми вважаемо лопчним розподш за ЧСС проводити на р1вш 56 уд/хв., тобто менше 56 уд/хв. { бщьше. У робой ми прийняли рахувати величини 1Н, що перевищують 80 вщн. од., як стан на меж1 зриву компенсаци 1 розподщ проводити, вщповщно на менше, шж 80 вщн. од. 1 бщьше 80 вщн.од. Показник LF/HF е коефщ1ент симпато-вагального балансу 1 якщо вш менше, шж 1,0 вщн. од., то баланс змщений в б1к парасимпатично!, а якщо бщьше 1,0 вщн. од. - то симпатично! регуляци.
Одержаний цифровий матер1ал оброблений статистично з використанням критерда t Ст'юдента. Ус даш представлен як М±т, статистично значущими вважали вщмшносп при р<0,05, проведено кореляцшний анал1з.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
За кватфшащею легкоатлетки були роздщеш на дв1 групи. У першш було 38 чоловш (I розряд-КМС), середнш в1к 17,7±0,3 роки, стаж занять 3,7±0,2 роки в другш - 9 чоловш (МС-МСМК), середнш в1к 21,9±0,8 роки, стаж занять 7,2±1,6 роки. Спортсменки квал1ф1кацп I розряд-КМС були молодшими за в1ком (р<0,001), мали менший стаж занять (р<0,001), а за довжиною 1 масою тща ютотно не розр1знялися вщ легкоатлеток р1вня МС-МСМК. За показниками ВСР у легкоатлеток квал1ф1кацп I розряд-КМС наголошуються вищ1 цифри АМо на 16,7% (р<0,05), АМо/Д на 37,9% (р<0,05) та 1Н на 39,5% (р<0,01) у пор1внянш з легкоатлетками р1вня МС-МСМК, що свщчить про вщносне переважання у перших симпатичних вплив1в ВНС. Показники центрально! гемодинамши в1рогщно не вщр1знялися у легкоатлеток р1вня МС-МСМК та квал1ф1кацп I розряд-КМС при цьому штегральний показник - С1 становив, вщповщно 2,841±0,270 та 2,908±0,078 л/хв/м2 (р>0,05). Процентне сшввщношення ТК у легкоатлеток р1вня МС-МСМК мало вигляд: 55,6%:22,2%:22,2%, вщповщно гшо-, еу- 1 гшеркшетичний ТК, а у легкоатлеток квал1ф1кацп I розряд-КМС - 39,5%:47,4%: 13,1%. Таким чином, у легкоатлеток квал1ф1кацп I розряд-КМС часпше зустр1чаеться еукшетичний ТК, а у МС-МСМК - гшокшетичний ТК. Звертае на себе увагу достатньо високий вщсоток спортсменок з гшеркшетичним ТК в обох групах. За величинами PWCl70/кг, пор1внювальш групи спортсмешв м1ж собою в1рогщно не вщр1знялися та становили, вщповщно 22,14±1,52 та 19,97±0,98 кгм/хв/кг (р>0,05). Пор1вняльний анал1з показниюв, що вивчаються, в групах легкоатлеток, вщмшних з величини С1 показав, що у спортсменок з гшокшетичним ТК квал1ф1кацп I розряд-КМС в!рогщно менша ЧСС на 15,9% (р<0,001), АМо на 18,7% (р<0,05), ВПР на 28,9% (р<0,05), ПАПР на 30,7% (р<0,01) та У1 на 8,9% (р<0,05), але бщьше Мо на 17,3% (р<0,01), ЗПОС на 19,0% (р<0,001) { ППО на 18,3% (р<0,001), шж у легкоатлеток з величиною С1 бщьше 2,750 л/хв/м2. У легкоатлеток р1вня МС-МСМК з гшокшетичним ТК в пор1внянш з легкоатлетками, як мають величину С1 бщьше 2,750 л/хв/м2 менша ЧСС на 25,2% (р<0,01), LF на 37,8% (р<0,05), ПАПР на 32,9% (р<0,05) та У1 на 17,7% (р<0,01), але бщьше ЗПОС на 36,1% (р<0,05) та ППО на 37,5% (р<0,05). Таким чином, гшокшетичний ТК у легкоатлеток-спринтер1в обох
квалiфiкацiйних груп супроводжуеться зменшенням ЧСС, С1, ПАПР та У1, а також збшьшенням периферичного опору. Одержанi данi знаходять тдтвердження при кореляцiйному аналiзi. У легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС знайдений позитивний кореляцшний взаемозв'язок мiж С1 та ЧСС, r=0,67 (p<0,01), CI та ВПР, r=0,56 (p<0,05), а також негативний - мiж С1 та Мо, r=-0,62 (p<0,05), С1 та ЗПОС, r=-0,77 (p<0,01), С1 та ППО, r=-0,79 (p<0,001). Число вiрогiдних кореляцiйних зв'язкiв у МС-МСМК обмежене позитивним - мiж С1 та LFn, r=0,99 (p<0,01) i негативним -мiж С1 та HFn, r=-0,99 (p<0,05).
Проаналiзовано залежнiсть показникiв, що вивчаються, вщ IH у легкоатлеток. У спортсменок квалiфiкацiï I розряд-КМС, що мають показник IH менше 80 вщн.од. менша ЧСС на 16,9% (p<0,001), АМо на 29,9% (p<0,001), АМо/Д на 63,7% (p<0,001), ТР на 30,1% (p<0,05), ВПР на 59,1% (p<0,001), ПАПР на 40,9% (p<0,001) та С1 на 13,7% (p<0,01), але бiльше Мо на 17,4% (p<0,01), Д на 48,7% (p<0,001), ЗПОС на 10,4% (p<0,05) та ППО на 10,6% (p<0,01), шж у легкоатлеток, що мають IH бiльше 80 вiдн.од. У легкоатлеток рiвня МС-МСМК з величиною IH менше 80 вiдн.од. менша ЧСС на 23,9% (p<0,05), АМо на 33,9% (p<0,01), АМо/Д на 43,7% (p<0,001), LF на 48,9% (p<0,01), ВПР на 36,7% (p<0,05) та ПАПР на 41,8% (p<0,01), шж у спортсменок з IH бшьше 80 вщн.од. Таким чином, у легкоатлеток-спринтерiв рiвня МС-МСМК оптимальнi цифри IH асоцiюються зi зниженням ЧСС i переважанням симпатичноï iннервацiï ВНС. У спортсменок квалiфiкацiï I розряд-КМС додатково ще знижуеться С1, а також збiльшуеться Мо, Д, ЗПОС та ППО. Це пщтверджуеться позитивним кореляцшним взаемозв'язком мiж IH та ЧСС, r=0,80 (p<0,001), IH та LFn, r=0,58 (p<0,05), а також негативним - мiж IH та Мо, r=-0,72 (p<0,01), IH та HFn, r=-0,56 (p<0,05). Число вiрогiдних взаемозв'язкiв у легкоатлеток рiвня МС-МСМК обмежене позитивним мiж IH та ТР, r=0,99 (p<0,05).
Аналiз залежностi параметрiв, що вивчаються, вщ показника LF/HF виявив у легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС, що мають шдекс менше 1,0 вщн.од., переважання тшьки показника Д на 24,3% (p<0,05). У легкоатлеток рiвня МС-МСМК з величиною LF/HF менше 1,0 вщн.од. вiрогiдно менше У! на 20,4% (p<0,01) та а на 33,3% (p<0,05), але бшьше ЗПОС на 34,6% (p<0,05) та ППО на 35,8% (p<0,05). Таким чином, у легкоатлеток-спринтерiв зниження показника LF/HF супроводжуеться оптимальними зниженнями У^ О та збiльшеннями ЗПОС та ППО у МС-МСМК, а у легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС тшьки збшьшенням показника Д, який характеризуе активнють вагусно1' регуляцп ритму серця, що знаходить тдтвердження i при кореляцшному аналiзi. У легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС знайдений позитивний взаемозв'язок мiж LF/HF та IH, r=0,62 (p<0,05), LF/HF та АМо/Д, r=0,62 (p<0,05) i негативний - мiж LF/HF та Д, r=-0,57 (p<0,05) Серед легкоатлеток рiвня МС-МСМК вiрогiдних взаемозв'язкiв мiж показником LF/HF та шшими параметрами не встановлено.
Аналiз залежностi показникiв, що вивчали, вщ ЧСС у легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС показав, що у спортсменок з ЧСС менше 56 уд/хв менше АМо на 24,8% (p<0,05), АМо/Д на 54,7% (p<0,04), IH на 69,7% (p<0,02), ВПР на 54,3% (p<0,025), ПАПР на 49,4% (p<0,004), УI на 12,2% (р<0,05) та С на 19,3% (p<0,02), але бiльше Мо на 31,5% (p<0,0001), HF на 44,3% (p<0,006) та ЗПОС на 15,3%
(p<0,01), нiж у легкоатлеток з ЧСС бшьше 56 уд/хв. У легкоатлеток рiвня МС-МСМК з ЧСС менше 56 уд/хв бшьше ЗПОС на 49,9% (p<0,003) та ППО на 45,7% (p<0,008), шж у легкоатлеток з ЧСС бшьше 56 уд/хв. Таким чином, у легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС зниження пульсу до 56 уд/хв та менше приводить до значних порушень у сташ ВНС та центрально!' гемодинамши, що проявляеться зменшенням тонусу симпатичноï ланки ВНС, С а також збшьшенню периферичного опору судин. У легкоатлеток рiвня МС-МСМК зменшення пульсу приводить лише до збшьшення периферичного опору (ЗПОС та ППО). У легкоатлеток квалiфiкацiï I розряд-КМС кореляцшний аналiз виявив позитивний взаемозв'язок мiж ЧСС та CI, r=0,67 (p<0,012), ЧСС та АМо, r=0,63 (p<0,020), ЧСС та IH, r=0,80 (p<0,001), ЧСС та ВПР, r=0,77 (p<0,002), ЧСС та ПАПР, r=0,87 (p<0,0001), а також негативний - мiж ЧСС та ЗПОС, r=-0,65 (p<0,016), ЧСС та Мо, r=-0,94 (p<0,0001), ЧСС та Д, r=-0,69 (p<0,008). Помiтно, що у легкоатлеток рiвня МС-МСМК вiрогiдних кореляцiйних зв'язкiв мiж ЧСС та показниками, що вивчаються не встановлено.
ВИСИОВКИ
1. Легкоатлетки, що займаються б^ом на 100-400 м рiвня МС-МСМК не в^^знялися вiд спортсменок квалiфiкацiï 1 розряд-КМС за даними довжини, маси тша, показниюв центральноï гемодинамiки, вiдносноï величини фiзичноï працездатностi, при цьому у них переважала парасимпатична ланка ВHC.
2. Гшокшетичний ТК у легкоатлеток-спринтерiв обох квалiфiкацiйних груп супроводжуеться переважанням парасимпатичних впливiв ВИC та зменшенням ударного шдексу.
3. Оптимальнi величини IH у легкоатлеток-спринтерiв обох квалiфiкацiйних груп супроводжуються переважанням парасимпатичноï ланки ВHC, бiльше вираженоï у спортсменок квалiфiкацiï 1 розряд-КМС, при цьому у них оптимально знижуеться CI.
4. Оптимальш величини симпато-вагального шдексу в легкоатлеток-спринтерiв рiвня МС-МСМК супроводжуються зниженням О, а у спортсменок квалiфiкацiï 1 розряд-КМС - збшьшенням варiацiйного розмаху ВСР.
5. Зниження ЧСС до 56 уд/хв i менше у легкоатлеток-спринтерiв рiвня МС-МСМК супроводжуеться збшьшенням периферичного опору судин тод^ як у спортсменок квалiфiкацiï 1 розряд-КМС це приводить до переважання парасимпатичноï ланки ВHC та оптимальному зниженню О, що пщтверджуеться позитивним кореляцшним зв'язком мiж ЧСС та CI, r=0,67 (p<0,012).
Перспективи подальших дослщжень. Удосконалення комплексних методiв дослщження серцево-судинно1, вегетативноï нервовоï системи та фiзичноï працездатностi дозволить поглибити наши уявлення про впливи високих тренувальних навантажень на органiзм спортсменiв.
Список литературы
1. Абзалов Р.А., Павлова О.И. Показатели ударного объема крови у спортсменов разного возраста и спортивной квалификации // Теория и практика физической культуры. 1997. -№4. -С.8-10.
2. Баевский Р.М. Вариабельность сердечного ритма в условиях космического полета // Физиология человека. 2002. -Т.28, №1. -С. 55-58.
3. Виноградов В. Комплексное применение вне тренировочных средств стимулирующего воздействия в соревновательном микроцикле подготовки легкоатлетов-спринтеров высшей квалификации //IV Мiжн. наук. конгрес "Олiмmйський спорт i спорт для всгх: проблеми здоров'я, рекреацл, спортивно! медицини та реабЫтаци" - Ки!в. -2000. -С. 18.
4. Волков Н.И., Олейников В.И. Применение препаратов креатина в целях повышения эффективности подготовки бегунов на короткие дистанции//Факторы, лимитирующие повышение работоспособности у спортсменов высокой квалификации. Сб. научн. трудов. -М. РИОГЦОЛИФК, 1985. -С.210-219.
5. Дембо А.Г., Земцовский Э.В.Спортивная кардиология: Руководство для врачей. -Л., Медицина, 1989. -464 с.
6. Казин Э.М., Панферов В.А., Рифтин А.Д. и др. Опыт использования автоматизированных систем для оценки функциональных особенностей организма. Сообщение II. Показатели вегетативной регуляции у спортсменов различной специализации и уровня физической работоспособности организма // Физиология человека. -1991. -Т.17, №2. -С.135-140.
7. Михалюк £.Л. Показатели центральной гемодинамики, физической работоспособности и вариабельности сердечного ритма у легкоатлетов-спринтеров// Актуальш питання медично! науки та практики: Збiрник наукових праць ЗМАПО. -Заж^жжя, 2005. -Вип. 68. Кн. 2. -С.246-252.
8. Михалюк С.Л., Бражтков А.М. Типи кровообiгу у спортсмешв // Матерiали XV з!зду Укра!нського фiзiологiчного товариства. Фiзiологiчний журнал. -1998. -Т.44, №3. -С.272-273.
9. Оганов Р.Г., Бритов А.Н., Гундаров И.А. и др. Дифференцированный подход к разработке физиологических нормативов и его значение для профилактической кардиологии // Кардиология. -1984. -№4. -С. 52-56.
10. Тестирование в спортивной медицине /В.Л.Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков. -М.: ФИС, 1988. -208 с.
11. Heart Rate Variability: Standarts of measurement, physiological interpretation and clinical use / Task Forse of European Society of Cardiology and the North American Society of Pasing and Electrophysiology //Circulation. -1996. - Vol. 93. - №5. -P.1043-1065.
Михалюк Е.Л., Сыволап В.В., Ткалич И.В., Чечель Н.М. Вегетативное обеспечение центральной гемодинамики и физической работоспособности легкоатлеток-спринтеров // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия „Биология, химия". -2008. - Т. 21 (60). - № 3. - С. 100-106.
Проведено комплексное обследование и изучение показателей физического развития, вариабельности сердечного ритма, центральной гемодинамики и физической работоспособности у 47-ми легкоатлеток-спринтеров среди которых 38 человек, имеющих квалификацию 1 разряд-КМС и 9 спортсменок уровня МС-МСМК. Изучено влияние спортивной квалификации, оптимальных величин СИ, ЧСС, ИН и LF/HF на изучаемые показатели. Проведен корреляционный анализ.
Ключевые слова: легкоатлетки-спринтеры, вариабельность сердечного ритма, центральная гемодинамика, физическая работоспособность, корреляция.
Mikhalyuk E.L, Syvolap V.V., Tkalich I.V., Chechel N.M. Vegetative suppluing of central hemodynamics and physical capacity for work in female track and field athletes-sprinters // Uchenye zapiski Tavricheskogo Natsionalnogo Universiteta im. V. I. Vernadskogo. Series «Biology, chemistry». -2008. - V.21 (60). - № 3. - P. 100-106.
Comprehensive examination and study of physical development, heart rate variability, central hemodynamics and physical capacity for work indices have been conducted in 47 female track and field athletes-sprinters, 38 of them having the gualification of 1 category-CMS and 9 sportswomen are MS-MSIC
level. The influence of sporting gualification, optimum values of CI, CCR, EI and LF/HF on the indices studied was investigated. Correlative analysis was carried out.
Key words: female track and field athletes-sprinters, heart rate variability, central hemodynamics,
physical capacity for work, correlation.
nocr ynnna b реrцакцнк> 09.12.2008 r.