Синхронизация механической и биоэлектрической функций
миокарда при интенсификации состязательных нагрузок у айкидоистов различных
возрастных квалификационных групп
Кандидат биологических наук Е.В. Елисеев
Введение.
Известно,
что чем быстрее и точнее происходит синхронизация механической и
биоэлектрической функций миокарда желудочков человека в условиях спортивной и
экстремальной деятельности, тем увереннее можно судить об оптимальном
соотношении метаболических и сократительных процессов в его усиленно работающем
сердце [1, 3, 4, 7]. Если данный процесс устойчиво проявляется в определенном
интервале времени, необходимом для достижения высокой спортивной
результативности, то в развитие идеи теории надежности функциональных систем в
спорте [3] данный признак можно отнести не только к высокой тренированности
спортсмена [1, 3], но и к функциональному показателю помехоустойчивости его
сердечно-сосудистой системы в условиях увеличения физических нагрузок.
С
учетом бурных процессов развития и становления турнирной деятельности в айкидо,
а также с углублением изучения динамики вегетативных сдвигов айкидоистов
различной квалификации в условиях экстремальности реализации оборонительных
техник и становления теории надежности функциональных систем в единоборствах
исследование процессов синхронизации механической и биоэлектрической функций
миокарда желудочков сердца спортсменов различных возрастных квалификационных
групп в айкидо представляется нам вполне своевременным и актуальным.
Цель, материалы и методы исследования.
Цель
настоящих исследований - изучение особенностей проявления биоэлектрических и
механических процессов в деятельности миокарда желудочков сердца спортсменов
айкидо в условиях прогрессивно возрастающей состязательной нагрузки, а также
определение возможных возрастных особеннос тей в хронометричности
биоэлектрокардиологических процессов при ускорении систолирования. Для
достижения поставленных целей было сформировано три группы обследования, по 20
человек в каждой. В 1-ю группу вошли спортсмены подростковой возрастной
квалификационной группы (ВКГ) в возрасте от 11до 15 лет включительно, во 2-ю -
cпортсмены юношеской ВКГ в возрасте от 16 до 17 лет включительно, в третью -
молодежной ВКГ в возрасте от 18 до 20 лет включительно. Все участники
обследования занимались данным видом единоборств около 12 месяцев и были
определены в ВКГ согласно требованиям Единой спортивной классификации в айкидо
Тенсинкай [2].
В
процессе исследований применялся метод фоноэлектрокардиогра фии по стандартной
методике [6]. Запись показателей велась в положении сидя в первые 3-5 с после
выполнения тестового задания. Микрофон фиксировался в четвертом межреберье
слева от грудины обследуемого, фонокардиограмма записывалась на первой
среднечастотной характеристике, а электрокардиограмма - во втором стандартном
отведении или в грудном отведении CR4.
Тестовое
задание представляло собой контрольную встречу двух участников. Первый участник
выполнял роль нападающего, второй - защищающегося. Измерения проводились у двух
участников одновременно. Встреча была разбита на четыре этапа. Каждый этап
строился на увеличении времени встречи: 30, 60, 120, 180 с. Исследуемые реакции
сердца регистрировались в состоянии покоя (за 1 ч до встречи), а также в
условиях прогрессивно возрастающей состязательной нагрузки (см. таблицу).
На
основании полученных результатов анализировались следующие данные: частота
сердечных сокращений (ЧСС) ; продолжительность сердечного цикла (RR);
электрическая систола (QRST); механическая систола (I-II тон);
механо-биоэлектрический коэффициент
(
I - II тон );
QT
гемодинамическая
систола (Q-II тон); систолический коэффициент
(
Q - II тон );
QT
интервал
Хегглина (Т-II тон); систолический показатель
(
QT ).
R-R
Результаты
и их обсуждение. Проведенные исследования показали, что у представителей 1-й
группы на 30-й и на 60-й с нагрузки возникает выраженное уменьшение
механической систолы желудочков и в то же время имеет место относительное
удлинение электрической систолы. Последнее обуславливается выраженным учащением
сердцебиений. Здесь происходит укорочение сердечного цикла в момент, когда
продолжительность электрической систолы либо не меняется, либо уменьшается
незначительно. С этим процессом мы связываем относительное увеличение
отклонения электрической систолы к сердечному циклу. Данный механизм
проявляется и в заметном росте
(
QT ),
R-R
что
характерно отличает динамику колебания процентов от фонового значения по
отношению к менее интенсивному увеличению этого же показателя в других ВКГ.
Описанный
выше процесс также оказывает влияние на уменьшение механо-электрического
коэффициента (МЭК) в 1-й группе.
Дальнейшее
увеличение нагрузки (120 и 180 с) вызвало еще большее уменьшение
продолжительности механической систолы. Если в среднестатистическом значении по
1-й группе (М±m) оно составило уменьшение на 0,07 с, то некоторые
индивидуальные значения на нагрузку 180 с составляли изменения в этом же
направлении до 0,10-0,12 с. В тот же момент длительность электрической систолы
заметно укорачивалась, достигая наименьшего относительного значения только при
наибольшей и самой продолжительной нагрузке (180 с), где среднестатистическая
(М±m) величина по 1-й группе изменилась в сторону уменьшения на 0,03 с.
Прогрессивное увеличение нагрузки отражалось в реакции сердца спортсменов 1-й
ВКГ ярким увеличением ЧСС (от 94 уд/мин в покое до 144 уд/ мин при нагрузке 180
с) и в дальнейшем уменьшении МЭК (от 0,93 ед. в покое до 0,79 ед. при нагрузке
180 с). Последнее изменение ярко отражает гетерохронность (асинхронность)
механических и электрических процессов в миокарде желудочков обследуемых. У
некоторых подростков (n=7) в условиях настоящего исследования нами также
отмечалась разнонаправленная динамика временных параметров реализации
механической и электрической систол. Тем не менее в среднем по группе (см.
таблицу) изменение данных величин происходит в одном направлении. Следовательно,
подобные процессы целесообразнее отнести к возрастным особенностям
подросткового сердца [5], нежели к патологическим проявлениям в его реакции на
заданные в тесте нагрузки. Подтверждением такого подхода служат показатели,
заметно характери зующие начальные проявления ускорения биоэлектрических
процессов миокарда в реакции сердца подростков на нагрузку 120 с.
При
прогрессивно увеличивающейся состязательной нагрузке у спортсменов 1-й группы
появляются отрицательные величины интервала (Т-II тон). К подобной динамике
приводит расхождение во времени реализации механической систолы (идет плавное
ее укорочение) и электрической систолы (константа значений в покое, 30 с, 60 с
и менее выраженное по отношению к I-II тону уменьшение в период 120 и 180 с).
Подобная динамика указывает прежде всего на то, что механическая систола у
участников данной ВКГ заканчивается раньше, чем электрическая. Данная
гетерохронность, характеризующая возрастные особенности сердца подростка,
отражает, по нашему мнению, определенную инертность перестройки
биоэлектрических процессов в миокарде при выраженном ускорении систолирования
желудочков.
У
представителей юношеской и молодежной ВКГ (см. 2-ю и 3-ю группы) механическая и
электрическая систолы укорачиваются во времени в соответствии со степенью
укорочения полного сердечного цикла (R-R), адекватно прогрессирующего по мере
увеличения нагрузки от 30 до 180 с. При этом МЭК меняется незначительно,
снижаясь от 0,04 до 0,06 ед. Изменение гемодинамической (электромеханичес кой)
систолы (Q-II тон) происходит в зависимости и полном соответствии с динамикой
продолжительности сердечного цикла. Здесь по мере прогрессивного нарастания
нагрузки на спортсменов происходит учащение ЧСС, правда в менее выраженных
пределах, чем у спортсменов 1-й группы, где меньшее значение в величине
проявления имеют участники 3-й группы. Отсюда и соответственное (менее значимое
в величинах у спортсменов 3-й группы) незначительное уменьшение коэффициента
(
I - II тон ),
QT
а
также незначительное колебание (± 0,002 с) интервала (T-II тон). Это не дает
проявляться гетерохронности механической и электрической деятельности сердца
спортсменов юношеской и молодежной ВКГ в условиях прогрессивно возрастающей
нагрузки, несмотря на наличие во 2-й и 3-й группе различных по знаку величин.
Следовательно,
как у представителей юношеской ВКГ, так и у спортсменов молодежной ВКГ при
прогрессивно возрастающей нагрузке состязательного характера возникает
достаточно полная синхронизация кардиодинамики механических и электрических
процессов миокарда. Подобная вегетативная синхронизация адекватно меняется по
мере учащения сердцебиения, а также укорочения во времени полного сердечного
цикла (R-R).
То,
что подобная синхронизация наблюдается уже при малой и кратковременной нагрузке
(30 с, 60 с), свидетельствует о реализации в этих случаях срочных механизмов
нервно-трофической регуляции процессов в сердце спортсменов 2-й и 3-й ВКГ.
Данные механизмы, обеспечивая ускорение процессов биоэлектрической активности
миокарда обследуемых, в соответствии с возрастающей скоростью систолирования их
сердца, в прогрессивно увеличивающихся условиях роста состязательного характера
нагрузки, а также в изначально обусловленном (в соответствии с заданием теста)
интервале времени выступления, могут рассматриваться, по нашему мнению, как
механизмы помехоустойчивости работы сердца спортсмена в экстремальных условиях
спортивной деятельности.
Однако
ввиду того что выявленный процесс синхронизации механической и электрической
функций миокарда происходит постепенно, а также укорочение QRST при учащении
сердцебиений в ответ на прогрессивно возрастающую нагрузку также наступает
постепенно (и то в большинстве случаев лишь к концу 180 с), чего нельзя сказать
о часто непредсказуемом росте самой состязательности в турнирной встрече, говорить
об абсолютно полной вегетативной синхронизации кардиодинамики механических и
электрических процессов миокрада с процессами роста и изменения
полисостязательных нагрузок вообще в спортивной деятельности было бы неверно.
Именно поэтому мы говорим о частичной либо достаточно полной (относительной)
синхронизации, а следовательно (по аналогии), об относительной
помехоустойчивости сердца.
На
основании результатов проведенных исследований предлагаются следующие выводы:
1.
Синхронность, срочность и продолжительность (как минимум в пределах интервала
времени турнирной, соревновательной, встречи) вегетативной синхронизации
кардиодинамики механических и электрических процессов миокарда в соответствии с
динамикой спортивной деятельности (например, прогрессивно возрастающей
состязательной нагрузкой) cвидетельствует:
-
об оптимальном соотношении метаболических и сократительных процессов в усиленно
работающем сердце;
-
о высокой функциональной (биоэлектроме ханической) тренированности (готовности)
сердца спортсмена;
-
о четких (срочных) механизмах нервно-тро фической регуляции сердца;
-
о достаточно полной (относительной) помехоустойчивости сердца спортсмена;
Реакция
показателей работы сердца аикидоистов различных возрастных квалификационных
групп (М ± т) на прогрессивно возрастающую состязательную нагрузку (п=20)
Этапы и группы обследования, возраст участников
(включительно лет)
В состоянии покоя
В условиях прогрессивно возрастающей нагрузки
за 60 с
после 30 с
после 60 с
после 120 с
после 180с
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
Показатели
11-15
16-17
18-20
11-15
16-17
18-20
11-15
16-17
18-20
11-15
16-17
18-20
11-15
16-17
18-20
1.ЧСС, уд. /мин
94
64
54
120
96
70
120
100
85
125
102
90
144
114
110
2. R-R, с
0,64
0,94
1,12
0,50
0,62
0,84
0,50
0,60
0,70
0,48
0,58
0,66
0,42
0,52
0,55
3. QRST с
0,32
0,36
0,42
0,32
0,34
0,39
0,32
0,32
0,36
0,30
0,30
0,34
0,29
0,28
0,30
4. I-II тон, с
0,30
0,32
0,33
0,28
0,30
0,31
0,28
0,28
0,28
0,26
0,26
0,27
0,23
0,24
0,24
5. I - II
тон , ед.
QT
0,93
0,89
0,80
0,87
0,88
0,80
0,87
0,87
0,80
0,86
0,86
0,80
0,79
0,86
0,80
6. Q-II тон, с
0,34
0,38
0,41
0,32
0,34
0,37
0,30
0,33
0,35
0,26
0,31
0,34
0,25
0,28
0,28
7. Q - II тон , ед.
QT
1,06
1,05
0,97
1,00
1,00
0,95
0,93
1,03
0,97
0,86
1,03
1,00
0,86
1,00
0,93
8. Т-II тон, с
0,02
0,02
-0,01
±0
±0
-0,02
-0,02
0,01
-0,01
-0,04
0,01
±0
-0,04
±0
-0,02
9. QT ,%
R-R
50
38
38
64
54
46
64
54
51
63
52
51
69
54
54
2.
Фоноэлектрокардиографические исследования по предложенной методике являются
вполне референтным способом определения и анализа не только обычных
(общепринятых) показателей (данных) фоно- и электрокардиограммы, но и
взаимоотношения электрических и механических процессов миокарда желудочков
сердца спортсменов в условиях прогрессивно возрастающей состязательной
нагрузки.
3.
Реализация срочных механизмов нервно-трофической регуляции процессов
реполяризации миокарда спортсмена при ускорении его систолирования даже при
малой и относительно кратковременной (30 с) нагрузке полисостязательно о
характера, при четкой тенденции (способности) к синхронизации механической и
биоэлектрической функции на протяжении изначально обусловленного (заданного
правилами турнира) интервала времени выступления может рассматриваться как
механизм обеспечения помехоустойчивости работы его сердца в этих условиях.
Практические рекомендации:
1.
При анализе взаимоотношения электрических и механических процессов миокарда
спортсменов особое внимание следует уделять соотношению во времени
сократительной деятельности желудочков сердца и процессам реполяризации
миокарда как при кратковременной (от 30 с), так и продолжительной (от 60 с и
более) прогрессивно возрастающей нагрузке.
2.
В аспекте возрастной физиологии феномен гетерохронности механических и
электрических проявлений деятельности желудочков сердца у подростков при
активных (прогрессивно возрастающих) полисостязательных нагрузках, а также у
некоторых взрослых в условиях нормального функционирования сердца говорит о
недостаточной скорости реализации нервно-трофической регуляции процессов
реполяризации миокарда при ускорении его систолирования. Данный факт у
подростков следует расценивать (в норме случаев) как особенность
функционирования их сердца, а у взрослых - как возможное отклонение во времени
кардиовегетативной регуляции.
3.
В аспекте спортивной медицины наблюдающееся проявление скорости синхронизации
механических и электрических проявлений деятельности миокарда, а также
расширение границ оптимальной (конкретной для каждого вида спорта в
отдельности) временной продолжительности данного процесса в условиях
состязательности необходимо расценивать как признак высокой функциональной
тренированности, биоэлектромеханической готовности и относительной
помехоустойчивости сердца спортсмена к действию экстремальной ситуации.
Список литературы
1.
Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Новое в исследовании системы кровообращения
спортсменов //Теор. и практ. физ. культ. 1986, № 11, с. 42-24.
2.
Елисеев Е.В. Единая спортивная классификация в айкидо Тенсинкай. - Челябинск:
Экодом, 1999. - 52 с.
3.
Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к нагрузке и сердечная недостаточность. - М.:
Наука, 1975. - 258 с.
4.
Меерсон Ф.З. Основные закономерности индивидуальной адаптации //Физиология
адаптационных процессов. - М.: Наука, 1986. - 635 с.
5.
Меркулова Р.А., Хрущев С.В., Хельбин В.Н. Возрастная кардиогемодинамика у
спортсменов. - М.: Медицина, 1989. - 112 с.
6.
Хоружаев А.Г. Методы оценки физической работоспособности и функционального
состояния сердечно-сосудистой системы в медицине и физиологии. Челябинск, 1993.
- 96 с.
7.
Юматов А.Е. Сердечно-сосудистые реакции при эмоциональных напряжениях
//Физиология человека, 1980, т. 6, № 5, с. 893.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.sportedu.ru