ОСОБЕННОСТИ
ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ ГЕМОДИНАМИКИ
ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ (НА ПРИМЕРЕ САМБО)
Оценка
прогнозирования состояния человека, выяснение резервных возможностей организма
с привлечением различных спектральных методов анализа R-R начали использоваться
с 60-х гг. Спецификой непараметрических методов является простота алгоритма
вычисления (в большинстве случаев используется трансформация Фурье) и высокая
скорость обработки.
Р.М. Баевским и
М.К. Чернышовым была выдвинута гипотеза о связи колебательных процессов в
организме с деятельностью различных уровней системы управления физиологическими
функциями.
В клинической
медицине и физиологии наиболее широко известны колебания частоты сердечных
сокращений в зависимости от фазы дыхания. Однако дыхательная аритмия - не
единственный путь колебаний ЧСС. Еще в 30-х гг. удалось обнаружить колебания
ЧСС с периодами 10 и 15-20 с, а также с еще большими периодами - до 60-80 с.
(их назвали медленными волнами). С помощью информационного компьютерного
подхода удалось выявить колебания ЧСС с периодами от 36-150 с. до 17-50 мин.
Как полагают Р.М.Баевский 3], А.Н.Флейшманн 14], наиболее медленные колебания
ЧСС определяются какими-то эндокринными и метаболическими процессами. L.
Goodman подвергнув спектральному
анализу колебания вентиляции легких человека, выявил ее изменения с периодами
от 1 до 180 мин.
По принятым с
1996 г. стандартам, медленноволновые колебания физиологических параметров - от
0,04 до 0,003 Гц получили название очень низкочастотных составляющих (Very Low
Frequency - VLF). Их основная частота находится в диапазоне 0,01 Гц. Далее
следуют низкочастотные (Low Frequency - LF) составляющие, связанные с
медленными колебания ми периодичностью от 0,15 до 0,04 Гц. В зарубежной и
современной отечественной литературе их называют среднечастотными. И, наконец,
высокочастотные (High Frequency - HF) составляющие, формирующ еся дыхательными
волнами (ДВ) в диапазоне 0,15 - 0,45 Гц.
Более
дискуссионна природа LF компоненты, которая, по мнению одних авторов, служит
маркером симпатических влияний , особенно когда измеряется в относительных
единицах. По мнению других , она обеспечивается влиянием как симпатических, так
и вагальных механизмов барорефлекторной регуляции ритма сердца. Распределение
мощности и основная частота LF и HF не фиксированы и могут варьировать
вследствие симпатических и парасимпатических модуляций продолжительности R - R
интервалов.
Физиологическая
природа VLF-компоненты наименее изучена. Однако, по мнению Н.С.Хаспековой ,
мощность VLF в диапазоне до 0,01 Гц отражает степень активности церебральных
эрготропных систем.
Мы попытались
объяснить механизмы волновой активности системы кровообращения у юных
спортсменов (16-18 лет), для которых помехоустойчивость является специфической
реакцией, связанной с перераспределением крови из-за смены положения тела. По
убеждению V. Convertino , при пассивном и активном ортостазе выявляется
активность разных механизмов кровообращения.
Методика
исследования. Исследования проводились при помощи тетраполярной биоимпедансной
реополиграфии с использованием компьютерной технологии "Кентавр II
РС" . Изучение спектра колебаний величин важнейших показателей
гемодинамики проводилось за 250 кардиоинтервалов. Система "Кентавр"
регистрировала параметры кровообращения за каждое сокращение сердца и при
помощи трансформации Фурье выдавала спектр колебаний частот следующих
показателей: продолжительности кардиоинтервалов (R - R), систолического
артериального давления (САД), амплитуды импеданса малых (АИМС), крупных сосудов
(АИКС), аорты (АИА), ударного объема (УО).
Динамика
медленноволновых колебаний изучалась на 17 спортсменах, занимавшихся борьбой
самбо 3-4 года и имеющих первый разряд и звание кандидата в мастера спорта, а
два спортсмена были мастерами спорта. Исследования проводились в положении лежа
на спине, в пассивном и активном ортостазе.
Результаты
исследования и их обсуждение. Прежде всего мы проанализировали динамику общей
мощности спектра колебаний ключевых показателей кровообращения.
Кровообращения
является интегральным регулируемым параметром, который сохраняет стабильность
интеграций других компонентов гемодинамики. В положении стоя возникает
статистически достоверный рост мощности всего спектра колебаний УО, вероятно, в
связи со снижением устойчивости его регуляции.
Наиболее
изменчивым по мощности спектра являлся параметр САД. Его вариабельность росла
от этапа к этапу. Хотя АД также считается интегральным параметром
кровообращения, однако он значительно варьирует при пассивном и особенно при
активном ортостазе, указывая на ярко выраженную неустойчивость регуляции
систолического давления. Следует подчеркнуть, что АД изменялось по скорости
распространения реоволн в крупных сосудах.
Общая мощность
колебательной активности последовательно нарастала только при регистрации
амплитуды пульсации мелких сосудов на пальце ноги. Мощность спектра колебаний
крупных сосудов голени нарастала при пассивном ортостазе и возвращалась к
исходному уровню при активном. Колебания пульсации аорты, наоборот, падали при
пассивном и выраженно росли при активном ортостазе.
Анализ общей
мощности спектра колебания сосудов и некоторых показателей центральной
гемодинамики выявил сложную мозаику разноуровневых спектров вегетативной
активности обеспечения мышечной деятельности. Влияние гравитационных
воздействий выразилось как в однонаправленных, так и в разнонаправленных
изменениях мощности спектра колебаний сосудов и кардиогемодинамики. Наиболее
яркие изменения наблюдались соответственно в показателях волновой активности
САД, крупных сосудов, аорты, мелких сосудов, R-R. Наиболее стабильные
характеристики мощности спектра волновых колебаний отмечались в показателях УО.
Таким образом,
видя различную колебательную активность сосудистых регионов, мы можем говорить
и о разном уровне вегетативного регуляторного напряжения, удержания амплитуд
пульсации импеданса. Можно отметить параллельность роста мощности колебаний АД,
амплитуды мелких сосудов, аорты и УО в состоянии активного ортостаза. Колебания
кардиоинтервалов и амплитуды крупных сосудов имели тенденцию к снижению
мощности всего спектра волновой активности сердечно-сосудистой системы.
Имеется
достаточное количество данных, обобщенных в трудах В.М.Хаютина в соавт. ,
А.А.Астахова , свидетельствующих о комплексном воздействии на реакцию сосудов
физиологических, химических, физических, морфологических факторов. Фазная и
тоническая активность предполагает их разные химические свойства . Показано,
что гликолиз является осциллятором, играющим роль триггерного механизма,
обеспечивающего генерацию ритмических, фазных сокращений. П. Хочачка, Дж.
Семеро 18] выявили, что на уровне клетки субмикрос копические колебания
структуры совпадают с ритмикой окислительных процессов. Многое в механизме
физиологической активности сосудов зависит от их месторасположения к тканевым
факторам и влияния на крупные сосуды и аорту периферических и центральных
регуляторов.
Очевидна также
общая тенденция снижения э спектра волн кардиоинтервалов. Можно полагать, что у
борцов снижена вибрация, связанная с ритмом сердца, и повышена связь медленной
вибрации малых сосудов. Возможно, это объясняется преобладанием сосудистого
компонента барорефлексов над сердечным. Кстати, роль медленных волн снижена до
УО и совсем незначительна в остальных диапазонах. Разницу в спектральной
мощности колебаний малых и крупных сосудов при активном ортостазе можно объяснить
неодинаковой степенью участия в этом рефлексе. Вместе с тем напрашивается и
такое объяснение. Крупные сосуды более подвержены симпатической (центральной)
регуляции, чем мелкие. Последние более зависимы от периферических, тканевых
факторов регуляции. В спектре средневолновой активности также статистически
достоверно выражена волновая активность малых и крупных сосудов, совсем не
проявляются волны аорты, УО. Только при активном ортостазе повышается спектр
средних волн кардиоинтервалов. Не исключено, что в этом диапазоне свою роль
могут играть урежение дыхания и наложение волн средней и дыхательной
колебательной активности.
В
высокочастотном спектре волн более 0,1 Гц отчетливо чередуются последовательное
снижение процента быстрых волн в положении пассивного ортостаза и достоверный
рост в положении активного ортостаза. Возможно, это связано как с нарастанием
парасимпатических регуляторных влияний, так и с ростом числа артефактов в
положении спортсмена стоя.
Как видно,
наблюдалось повышение колебаний надсегментарного характера (медленные волны).
При этом колебания R-R и УО, наоборот, снизились. Этот механизм мы объясняем
преобладанием барорефлекторной регуляции R-R, и, можно полагать, что регуляция
венозных сосудов менее подвержена вегетативным воздействиям надсегментарного
характера и это отразилось на изменении мощности УО.
Что касается
симпатического отдела сегментарной регуляции, то он характеризовался
разнонаправ ленными изменениями R-R и колебанием импеданса крупных сосудов при
увеличении частоты колебаний малых сосудов и снижении колебаний САД и УО.
Наряду с этим следует констатировать, что отсутствие изменения колебаний
импеданса аорты связано со снижением на нее симпатических влияний.
В спектре
дыхательных волн отмечается вагальная направленность с ярко выраженными
колебания ми спектра волновой активности импеданса крупных сосудов и САД.
Меньшая величина колебаний спектра отмечена у остальных исследуемых
показателей.
Наблюдались
разнонаправленные изменения величин колебаний показателя спектра HF крупных
сосудов и САД. Можно полагать, что механизм дыхательных и высокочастотных
колебаний по спектру векторного действия одинаков и международный стандарт
(1996 г.) вполне правомерно объединяет их в единое целое. Действительно, за
форму HF компоненты ответственна эфферентная вагальная активность.
Парадоксальны
на первый взгляд изменения волновой активности кардиоритма в высокочастотном
спектре колебаний. Мы объясняем этот механизм перераспределением крови
вследствие разности преднагрузки с большого и малого круга кровообращения.
Вегетативная регуляция изменяет вектор действия в сторону активации центральных
механизмов кровообращения.
В наших
исследованиях у спортсменов не обнаружено урежения и учащения пульса с ростом
медленных волн сердечного ритма, которые наблюдала Д.И. Жемайтит. Мы, наоборот,
в процессе пассивного и активного ортостаза наблюдали снижение медленных и
дыхательных волн R-R на фоне соответственно как урежения, так и учащения
пульса.
В заключение
следует отметить необходимость установления взаимосвязи между очень медленными
колебаниями параметров дыхания и ЧСС. Низкая колебательная активность ритма
сердца и УО миокарда свидетельствуют о минимизации функций в связи со снижением
напряжения и ростом адаптоспособности человека к различным режимам воздействий
эндогенного характера.
Информационный
подход позволил с помощью диагностирующей системы "Кентавр" получать
данные спектрального анализа системы гемодинамики. Известно , что для полной
характеристики колебаний необходимо знать не только их периоды, но и значения
амплитуд, степень регулярности и постоянства фаз. Характер периодичности
колебательных процессов выражается логистической кривой с наличием высших и
низших точек, уравнений регрессии и полиномов для аппроксимации данных. Если,
например, фазы колебаний с разными периодами совпадают, то амплитуды суммарного
отклонения увеличиваются, и наоборот. Важно отметить, что гистограмма
периодических процессов сохраняет вид при изменении масштабов воздействия, т.е.
если рассматривать процессы во времени, можно выделить ряд механизмов и группы
процессов.
Изучение
динамики медленноволновых колебаний ЧСС, АД и тонуса сосудов открывает
возможности для оценочной деятельности, диагностики и прогнозирования состояния
человека, выявления резервных возможностей организма.
Выводы
1.Установлено,
что динамика волновой активности шести показателей кровообращения в исходном
положении лежа, при пассивном и активном ортостазе имеет свои специфические
особенности, зависящие от механизмов интеграции и вегетативной регуляции
обеспечения деятельности.
2.Наблюдалось
идентичное пиковое повышение мощности спектра частот кардиоинтервалов и
импеданса крупных сосудов при пассивном ортостазе. Барорефлекторные воздействия
оказали активирующее влияние на волновую активность кардиоинтервала и амплитуду
колебаний импеданса крупных сосудов.
3.Мощность
колебательной активности малых сосудов и относительная невысокая мощность
(чего?) вызваны вазоконстрикцией и соответствуют повышению волновой активности
систолического артериального давления соответственно при пассивном и особенно
при активном ортостазе.
4.Наблюдалась
синхронизация мощности показателей волновой активности аорты и УО.
5.Выявлены
разнонаправленные изменения динамики величины колебаний показателей
кровообращения в спектре медленных и дыхательных волн. Обнаружена взаимосвязь
колебаний систолического артериального давления и импеданса крупных сосудов в
данных спектрах.
6.Наблюдалось
повышение среднечастотных колебаний ритма сердца при пассивном и активном
ортостазе. При пассивном ортостазе выявлено повышение величины колебаний
показателей спектра малых и крупных сосудов
Список
литературы
А.П. Исаев,
доктор биологических наук, профессор, С.А. Кабанов, Кандидат педагогических
наук, заслуженный тренер РФ, доцент , А.Р. Сабирьянов, кандидат медицинских
наук, С.А. Личагина. Особенности вегетативной регуляции волновых процессов
центральной и периферической гемодинамики юных спортсменов (на примере самбо)