организма юныхспортсменов
Доктор медицинских наук, профессор Г.Д. Алексанянц,Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма,Краснодар
Внастоящее время при оценке функционального состояния организма юных спортсменовиспользуется традиционный комплекс физиологических показателей, включающий всебя частоту сердечных сокращений (ЧCC), артериальное давление, индекснапряжения (по результатам анализа синусовой аритмии), омега-потенциал, индексыРуффье и Робинсона и другие [2, 3]. Однако далеко не все из них обладаютдостаточным уровнем информативной значимости, особенно когда речь идет о тонкихмеханизмах регуляции ведущих систем организма.
Однимиз подходов к решению данной проблемы может явиться анализ феноменасердечно-дыхательного синхронизма, предложенного В.М. Покровским с соавт. [6].
Совокупностьнаучных фактов, полученных В.М. Покровским [4, 5], позволила высказать гипотезу,согласно которой «ритм сердца в естественных условиях формируется вцентральной нервной системе, вероятно в сердечном центре продолговатого мозга,и воспроизводится сердцем. Имеющийся в органе мощный дублирующий механизмуправления в форме автоматии находится с центром в сопряженных отношениях иберет на себя функцию центра управления во всех случаях „поломки“ ивременного выключения центрального механизма». Из этой гипотезы следует,что наряду с общеизвестным корригирующим действием экстракардиальной нервнойсистемы, проявляющимся в увеличении или урежении ритма сердца путем ускоренияили замедления фазы медленной диастолической деполяризации клеток водителейритма, существует другая, ранее не изученная форма нервной регуляции,проявляемая генерацией ритма сердца.
Вестественных условиях центральная генерация ритма сердца прямо не видна. Для еевыявления были разработаны модели на животных и проба на человеке [1].
Сутьпробы на сердечно-дыхательный синхронизм состоит в том, что испытуемомупредлагается дышать в такт вспышкам фотостимулятора или звуковым стимулам. Приопределенных частотных параметрах развивается феномен сердечно-дыхательногосинхронизма. Он состоит в том, что сердце в ответ на каждое дыхание производитодно сокращение. Изменение частоты дыхания в определенном частотном диапазонеприводит к синхронному изменению (ЧСС). При этом проба реализуется посредствомвосприятия звукового сигнала, его переработки, формирования произвольнойреакции воспроизведения дыхания с определенной частотой, а также сложногокомплекса межцентрального взаимодействия дыхательного и сердечного центров [4,5] и «центрального сигнала» с собственными ритмогенными структурамисердца.
Цельнастоящего исследования — определение возможности использования и степениинформативности результатов пробы на сердечно-дыхательный синхронизм в оценкетекущего функционального состояния организма юных спортсменов.
Висследовании приняли участие 20 юных спортсменов (10 мальчиков и 10 девочек)13-14 лет со спортивным стажем от 1 года до 4 лет. Из них 12 человек занималисьлегкой атлетикой, 8 — футболом.
Вкачестве тестирующих процедур применялись: 8- километровый кроссовый бег(нагрузка аэробной направленности), 3-километровый темповый кросс (нагрузкасмешанной направленности) и повторная работа 6 х 300 м с интервалом в 1 мин(нагрузка анаэробной гликолитической направленности).
Засутки до выполнения испытуемыми тестирующих нагрузок у них в тесте РWС170определялся уровень общей физической работоспособности. На следующий день утромпроводилась проба на сердечно-дыхательный синхронизм, после которой обследуемыевыполняли одно из контрольных упражнений. Повторное определение всехвышеперечисленных показателей проводилось через 24 ч после испытаний. Подобныйкомплекс обследований повторялся 3 раза с интервалом в 5 дней. С цельюисключения кумулятивного тренировочного эффекта половина группы испытуемыхвыполняла тестирующие нагрузки в определенной последовательности: аэробная,смешанная и анаэробная гликолитическая; остальные — в последовательности:аэробная, анаэробная гликолитическая и смешанная.
Методикапроведения пробы на сердечно-дыхательный синхронизм заключалась в следующем: всостоянии покоя после 5 мин сидения у обследуемого осуществлялась записьэлектрокардиограммы (во втором стандартном отведении, при помощиэлектрокардиографа КС-02 на чернильном самопишущем приборе Н-338-8 при скоростибумажной ленты 25 мм/с) и пневмограммы.
Наэтом же самопишущем приборе регистрировали дыхательные движения грудной клетки.Для этого использовали тензолитовый датчик, который представлял собой трубку изниппельной резины длиной 12 см и внутренним диаметром 3 мм. Трубка былазаполнена порошком графита и при помощи тесемок укреплялась на грудной клетке.На концах трубки находились металлические контакты, от которых отходилипровода, входящие в электрическую цепь: батарея — устройство, балансирующее«электрический ноль», — самопишущий прибор. Принцип работы датчикасостоял в следующем. При каждом вдохе происходило увеличение объема груднойклетки, что вызывало соответствующее растяжение фиксированной к ней трубки изниппельной резины. Растяжение трубки вызывало, в свою очередь, изменениеэлектрического сопротивления цепи. Последнее усиливалось и регистрировалось насамопишущем приборе.
Испытуемыйпосле записи исходных параметров начинал дышать в такт раздражителю, в качествекоторого использовался звуковой стимулятор. Первоначально частота стимуловбралась на 10% ниже исходной частоты сердцебиений. Испытуемый дышал в тактстимулам в течение 30-40 с, а затем переходил на обычное дыхание. Послевосстановления исходных параметров частота раздражителя увеличивалась на 5% ипроба повторялась вновь. На основании результатов проб, проводимых с разнойчастотой, регистрировалась такая частота дыхания (звуковых стимулов), прикоторой возникал феномен: заданная частота дыханий и сердцебиений становиласьсинхронной. Эта величина частоты условно обозначалась минимальной границейдиапазона. Далее, по мере увеличения частоты заданного дыхания, при очереднойпробе феномен не вызывался, хотя испытуемый дышал в такт раздражителю.Наибольшая величина частоты дыхания, при которой еще
наблюдалсяфеномен, обозначалась как максимальная граница диапазона синхронизации. Такимобразом, устанавливался диапазон сердечно-дыхательного синхронизма отминимальной до максимальной границ. Границы диапазона сердечно-дыхательногосинхронизма проверялись путем их установления в обратном порядке, для чегочастота дыхания (стимулов) каждый раз ступенчато понижалась на 5%.
Напротяжении всего периода проведения пробы, включая период восстановления,регистрировались электрокардиограмма и пневмограмма.
Временемразвития феномена сердечно-дыхательного синхронизма считали временной интервал,разделяющий начало произвольного дыхания и возникновение первого синхронногодыханию сердцебиения, который выражался в кардиоциклах. В процессе настоящего исследованияучитывалось время появления сердечно-дыхательного синхронизма на минимальнойгранице и время его появления на максимальной границе. При этом фиксировалитакже длительность восстановления исходной ЧСС после прекращения пробы намаксимальной и минимальной границах феномена.
Происходящиеизменения физиологических процессов при проведении пробы насердечно-дыхательный синхронизм оценивались по длительности сердечных идыхательных циклов, их количеству, продолжительности переходных ивосстановительных периодов.
Результатыпроведенных исследований показали следующее: во время исходного обследования,проводимого перед каждой тестирующей нагрузкой, значения основных показателейфункционального состояния сердечно-сосудистой системы у юных спортсменов непретерпевали существенных изменений и составляли в среднем: ЧСС и частотадыхания у девочек — 83,0±1,6 и 20,9±1,3, у мальчиков соответственно 81,3±1,4 и20,6±1,1; результаты пробы Руффье у девочек и у мальчиков соответственно11,0±0,2 и 10,3±0,1; показатель качества реакции — 0,47±0,03 и 0,36±0,02;двойного произведения — 89,2±1,1 и 81,5±1,3, которые достоверно не отличалисьдруг от друга (р >0,05).
Относительныезначения показателя физической работоспособности в исходном состоянии составилиу девочек и мальчиков соответственно 15,2±0,6 и 15,1±0,8 кгм/мин/кг.Результаты, полученные при проведении пробы сердечно-дыхательного синхронизма висходном состоянии, у юных спортсменов принципиально не отличались от таковых удетей этого возраста, не занимающихся спортом.
Поокончании тестирующей нагрузки ЧСС составляла: после 8-километрового кроссовогобега у девочек и мальчиков соответственно 150,1±1,2 и 146,3±2,0; после3-километрового темпового кросса -172,3±1,4 и 166,0±2,4; после повторной работы6 х 300 м с интервалом в 1 мин -184,8±3,1 и 181,2±2,7, что подтверждает еевыполнение в аэробной, смешанной и анаэробной гликолитической зонах.
Следуетотметить, что в отставленном восстановительном периоде между шириной диапазонасердечно-дыхательного синхронизма и степенью тяжести предшествующей тестирующейнагрузки нами была установлена определенная взаимосвязь. В частности, чембольше физическая нагрузка, тем шире диапазон сердечно-дыхательногосинхронизма. Так, ширина диапазона феномена после аэробной нагрузки по отношениюк исходной у девочек и мальчиков не изменилась (р >0,05). После смешаннойнагрузки у девочек она увеличилась на 37,3±0,5% (р
Приэтом продолжительность развития синхронизма на минимальной границе диапазонафеномена через сутки после аэробной нагрузки у девочек и мальчиков неизменилась по отношению к исходной (р >0,05). После смешанной нагрузки она уменьшиласьсоответственно на 33,5±1,6% (р
Продолжительностьразвития синхронизма на максимальной границе диапазона феномена через суткипосле аэробной нагрузки у девочек и мальчиков также не изменилась по отношениюк исходной (р >0,05). После смешанной нагрузки она уменьшиласьсоответственно на 15,8±1,0% (р
Прианализе показателей длительности восстановления исходной ЧСС после прекращенияпробы было отмечено, что на минимальной границе феномена по отношению кисходной через сутки после легкой нагрузки у девочек и мальчиков они не изменились(р >0,05). После смешанной нагрузки длительность уменьшилась, соответственнона 39,1±1,3 % (р0,05). Послесмешанной нагрузки она уменьшилась соответственно на 41,5+1,7% (р
Вышеописанныезакономерности совпадают с динамикой физической работоспособности. Так, наследующий день после аэробной нагрузки у девочек и мальчиков последняяпрактически не изменилась, оставаясь в пределах 15,3±0,7 и 15,0±0,8 кгм/мин/кг.После смешанной нагрузки у девочек она увеличилась до 17,0±0,8 кгм/мин/кг, умальчиков осталась равной 15,9±0,4 кгм/мин/кг. После анаэробной гликолитическойнагрузки у девочек она достигла 18,1±0,7 кгм/мин/кг, а у мальчиков стала16,4±0,9 кгм/мин/кг.
Показатели«двойного произведения», индекса Руффье и качества реакции в даннойсерии наблюдений существенных изменений не претерпевали, а следовательно, недемонстрировали однонаправленной динамики с тестом РWС170.
Следовательно,наибольшей информационной значимостью в плане прогнозирования общей физическойработоспособности у юных спортсменов обладает ширина
диапазонасердечно-дыхательного синхронизма, а также продолжительность развитиясинхронизма на минимальной и максимальной границах диапазона.
Припроведении пробы на сердечно-дыхательный синхронизм в процесс вовлекаются всесистемы реагирования, участвующие в восприятии сигнала, его переработке,формировании задания и его реализации? т.е. речь идет о показателе интегральнойоценки регуляторно -адаптивных возможностей организма, позволяющем в четкихцифровых показателях анализировать динамику многоуровневой системы регуляции,начиная с психоэмоционального звена и заканчивая важнейшими вегетативнымифункциями дыхания и кровообращения.
Такимобразом, все вышесказанное обусловливает целесообразность включения пробы насердечно-дыхательный синхронизм в комплекс показателей, используемых в системемедицинского контроля за юными спортсменами.
Список литературы
1.Абушкевич В.Г. Пусковое влияние центральной нервной системы на формированиеритма сердца // Матер. науч. сессии. Краснодар, 1990, с.19-20.
2.Граевская Н.Д., Велитченко В.К., Долматова Д.И. и др. Состояние здоровья и физическаяработоспособность студентов в институте физической культуры // Вестникспортивной медицины России. 1997, №1, с. 2-7.
3.Никитушкин В.Г., Квашук П.В. Некоторые итоги исследования проблемыиндивидуализации подготовки юных спортсменов // Теория и практика физ.культуры. 1998, с.18-22.
4.Покровский В.М. Механизмы экстракардиальной регуляции ритма сердца // Физиол.журн. СССР, 1988, т. 74, № 2, с.259-264.
5.Покровский В.М. Новые представления о механизмах нервной регуляции ритмасердца. // Кубанский научный медицинский вестник, 1995, № 5,6(12-13), с.76-80.
6.Покровский В.М., Абушкевич В.Г., Дашковский А.И. и др. Возможность управленияритмом сердца посредством произвольного изменения частоты дыхания // ДАН СССР,1985, т. 283, № 3, с.738-740.
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта lib.sportedu.ru/