Корреляционный анализ отдельных показателей кардио-респираторной системы для выявления стресс-состояний

Корреляционный анализ отдельных показателей кардио-респираторной системы для выявления стресс-состояний

Доктор биологических наук, профессор А.П. Исаев .кандидат медицинских наук, заслуженный тренер РФ Е.В. Быков, Уральская государственная академия физической культуры, кандидат педагогических наук С.А. Кабанов , Детско-юношеская спортивная школа, г. Урай

Проблема влияния успеха или неудачи на человека привлекает активное внимание исследователей более полутора десятков лет [2]. Действительно, эта проблема связана с оценкой деятельности, ее результативности, успешности и неуспешности. Историю данного вопроса следует отнести к выходу монографии В.Г. Ананьева [1] "Психология педагогической оценки". За рубежом в 30-х годах исследователи Ф. Мак-Киней, Д. Гандина-Стантон, Т. Строссер активно изучали эффекты воздействия успеха или неудачи на различные стороны психофизиологических состояний. Выявлено, что лица, имеющие необходимый генетический багаж, могут безболезненно преодолевать все трудности на пути к высшему спортивному достижению. Ускоренное приспособление организма к спортивной деятельности достигается ценой нарушения гомеостаза.

Актуальность изучения проблемы зависимости результативности спортивной деятельности от стресс-состояния человека не вызывает сомнений. Большое количество факторов способствует и препятствует росту максимальных достижений в спорте. Современная наука интерпретирует относительно новую парадигму надежности деятельности в спорте [7]. Нами семантика терминов "успех" и "неудача" рассматривается как интегральная оценка достигнутого результата, но с учетом психофизиологического потенциала человека, его адаптоспособности.

Доминирующее влияние на успешную деятельность оказывают свойства, имеющие наибольшее число связей между собой, а отнюдь не их выраженность. Сопоставление изменяемых показателей с внешними критериями успешности спортивной результативности, своеобразием приспособительных реакций и устойчивостью мотивации привело к выводу о возможности прогностики роста достижений в спортивной деятельности скоростно-силового характера [4]. В этой связи вряд ли правомерно не принимать в расчет или совсем отвергать количественный подход к изучению одаренности [5].

В конечном итоге целью прогностической диагностики в спорте должно быть выявление индивидуальных механизмов успешного освоения и выполнения деятельности и как следствие - решение основного вопроса пригодности к ней индивида.

Современные представления об эмоциональном стрессе как первичной реакции организма на конфликтные ситуации [9] изменили взгляд на природу стресса и переместили акцент с гуморальных механизмов в сторону реакции центральной и вегетативной нервной системы.

Согласно теории функциональных систем [8] в условиях нормальной жизнедеятельности проявляется принцип многосвязного мультипараметрического кооперативного взаимодействия различных функциональных систем, особенно гомеостатического уровня, по их конечным приспособительным результатам. По данным Luczak et al. (1980), в литературе обсуждается три гипотезы, объясняющие вариабельность сердечного ритма в зависимости от нефизического (ментального) стресса: снижение барорецепторной чувствительнсти, изменение паттерна дыхания и изменение частоты спонтанных вазомоторных осцилляций путем изменения времени задержки в петле обратной связи, контролирующей АД. Указанные авторы выяснили, что эти реакции аффектируются в большей степени эндогенными физиологическими изменениями, чем собственно ментальной нагрузкой.

Метод исследования . К.В. Судаков с соавт. (1995) нашли, что нарушение синхронизации сердцебиений и дыхания может отражать развивающееся напряжение. Ими предложена система оценок развития стресс-состояния при производственной деятельности, которая включает три линейных коээфициента корреляции между показателями ЧСС, частоты дыхательных движений - ЧДД и САД (они характеризуют тесноту взаимосвязи двух показателей при наличии прямолинейной зависимости между ними), три частных (оценка силы связи двух параметров независимо от третьего) и три сводных коэффициента корреляции (теснота связи одного из показателей в зависимости от двух других), а также "мощность" корреляции (корень квадратный из суммы всех сводных коэффициентов корреляции). Показатель "мощности" позволяет интегрально оценивать тесноту функциональных взаимосвязей исследуемых показателей САД, ЧСС, ЧДД. Высокие значения этого показателя указывали на то, что исследуемые величины взаимно скоррелированы. Уменьшение данного показателя в динамике указывало на снижениие регулирующих влияний обеспечивающих их систем.

Показано, что наиболее информативны значения кросс-корреляционных показателей между ЧСС и ЧДД. Эти величины наиболее тесно взаимосвязаны, причем эта связь - прямая, не опосредованная влияниями параметра САД. Снижение корреляционных связей между этими показателями в большей степени отражает состояние эмоционального стресса, чем изменения этих показателей при регистрации их по отдельности. Отсутствие дезинтеграции показателей САД, ЧСС и ЧДД - признак адаптации к стрессорным воздействиям.

Предлагаемые критерии выявления стресс-состояния не требуют проведения инвазивных процедур, позволяют оценивать развитие стресса в динамике. Это сделало возможной апробацию предложенного метода для выявления стресс-состояния в спортивной практике.

В 1995-1996 гг. были изучены линейная и сводная корреляции между показателями ЧСС, ЧДД и "мощности" корреляции в положении лежа и при активном ортостазе у действующих спортсменов с использованием компьютерной технологии "КЕНТАВР-4" [3] и предложены критерии стресс-состояния.

Были выделены две группы: спортсмены с наличием адаптивных (А) и дезадаптивных (Б) реакций на ортопробу (значительный рост индекса напряжения по Р.М. Баевскому, показателя вегетативной регуляции, ЧСС, увеличение УО, Хитер-индекса при ортостазе) без клинически выраженных признаков перенапряжения. Было продемонстрировано наличие стресс-состояния у действующих спортсменов в группе Б: низкие цифры исходных показателей (коэффициенты линейной и сводной корреляции ниже 0,4 и "мощность" корреляции ниже 1,3) и их снижение при ортопробе, тогда как в группе А они были исходно выше (0,72; 0,68 и 1,74) и затем незначительно выросли.

Результаты и обсуждение . Нами было изучено влияние на успех-неудачу стресс-состояния 22 борцов высшей квалификации (мс, мсмк, змс) в возрасте 20-28 лет, выступающих на социально значимых соревнованиях. Причем достижения в 25-28 баллов мы условно считали неудачей для спортсменов данной квалификации, а в 29-34 балла - успешной результативностью (по шкале В.А. Сорванова).

Исследования проводились на заключительном этапе подготовки к соревнованиям (за 1-3 ч до начала и через 1-2 ч после их завершения). Регистировались артериальное давление (АДС - систолическое, АДД - диастолическое), ЧСС и ЧДД.

У борцов уровень артериального давления был относительно высоким (табл. 1).

Таблица 1. Состояние кардио-респираторной системы всей группы дзюдоистов (n=22), M±m

АДС, мм рт. ст.

АДД, мм рт. ст.

ЧСС, уд/мин

ЧДД в мин

128,46 ±3,07 

82,09 ±2,98 

63,50 ±2,23

14,00 ±0,53

Параметры кардио-респираторной системы группы выдающихся, успешно выступающих спортсменов (чемпионов мира, Европы, международных турниров) представлены в табл. 2.

Таблица 2. Состояние кардио-респираторной системы чемпионов и призеров главных соревнований (n=9), M±m

АДС, мм рт. ст.

АДД, мм рт. ст.

ЧСС, уд/мин

ЧДД в мин

125,56 ±3,80

79,33±3,99

63,11 ±2,34

15,11 ±1,03

Сравнение приведенных выше данных свидетельствует о некоторой тенденции к снижению показателей АДД и стабильности ЧСС и ЧД у успешно выступающих борцов. В табл. 3 приведены изучаемые параметры группы неудачно выступивших спортсменов (n=13).

Как видно из табл. 3, у неудачно выступивших дзюдоистов отмечалась тенденция к увеличению АД, а остальные показатели оставались на относительно одинаковом уровне с данными борцов, которым сопутствовал успех.

Таблица 3. Состояние кардио-респираторной системы дзюдоистов, неудачно выступивших в соревнованиях, М±m

АДС, мм рт. ст.

АДД, мм рт. ст.

ЧСС, уд/мин

ЧДД в мин 

130,46 ±4,52

84,00 ±4,26

63,77 ±3,48

13,23 ±0,47

Корреляционная матрица стресс-показателей всей группы борцов (n=22) представлена в табл. 4.

Таблица 4. 

Показатели

1

2

3

4

АДС, мм рт. ст. 

-

0,516

0,099

0,138

АДД, мм рт. ст.

0,516

-

-0,666

0,178

ЧСС, уд/мин 

0,099 

-0,666

-

0,150

ЧДД в мин

0,138 

0,178

0,150

-

Как следует из представленного в табл. 4 материала, существенная корреляция отмечалась лишь между величинами АДС, АДД и ЧСС.

В группе успешно выступающих дзюдоистов (n=9) корреляционная матрица выявила наличие средней и высокой тесноты замыкаемых связей АДС и АДД с ЧСС (табл. 5).

Таблица 5. 

Показатели

1

2

3

4

АДС, мм рт. ст. 

-

0,746 

0,420

-0,227

АДД, мм рт. ст.

0,746

-

0,672

0,178

ЧСС, уд/мин 

0,420 

0,672

-

0,109

ЧДД в мин

-0,027 

0,178

0,109

-

Основываясь на данных табл. 5, можно полагать, что у элитарных спортсменов (29-34 балла) наблюдаются корреляции показателей, свидетельствующие об эу-стрессе. Об этом же убедительно говорит коэффициент частичной корреляции между изучаемыми показателями (r=0,426).

У борцов высшей квалификации, неуспешно выступивших в соревнованиях, достоверных корреляционных зависимостей между показателями кардио-респираторной системы не наблюдалось.

Сравнение максимальных и минимальных параметров в трех группах обследованных борцов показывает значительную вариабельность (табл. 6).

Таблица 6. Снижение реакций показателей кардио-респираторной системы дзюдоистов, %

Группы

АДС

АДД

ЧСС

ЧДД

Общая

54,54

50,00

45,45

27,27 

Успешная

66,67

44,44

44,44

33,33

Неуспешная

46,15

30,77

46,15

30,77

Как следует из приведенных данных, соревнования вызвали высокое напряжение центральной и вегетативной регуляции у всей группы наблюдаемых спортсменов. У значительной части из них показатели снизились ниже фоновых. В остальных случаях показатели или превышали фоновые, или находились на уровне модельных.

Количество эустресс-реакций по данным АДД было наибольшим в группе успешно выступивших спортсменов. Вполне очевидно, что они создают установку на противоборство после первой разминки. Это подтверждает с параметрами АДД у успешно и неуспешно выступивших спортсменов. Известно [6], что снижение диастолического давления под воздействием кумулятивного эффекта нагрузок - явление адаптивное. Сравнение величин ЧСС, находящихся ниже среднегрупповых, не показало значимых различий в трех группах обследованных борцов. Что касается ЧДД, то она снижается ниже уровня модельных характеристик в большем числе случаев, чем у "неуспешных" спортсменов и общей группы дзюдоистов (см. табл. 6).

Сравнение подготовленности борцов по тесту "Спурт" (88) показало, что размах вариабельности показателей ЧСС у "успешных" невелик ( 6 уд/мин - 1,49%), а у неуспешно выступивших колебания пульса составили 18 уд/мин - 3,22%. Сравнение средней качественной оценки у успешно выступивших дзюдоистов и "неуспешных" показало приоритет первых. У удачно выступивших достоверная корреляционная зависимость слабой тесноты (р=0,05) выявлена между интенсивностью нагрузки и успешностью (r=0,322). У неудачно выступивших дзюдоистов наблюдались достоверные связи с объемом и интенсивностью выполняемых нагрузок (r=0,607). Средняя качественная оценка приемов отрицательно коррелировала с интенсивностью нагрузки (r=0,490), а объем нагрузки - с временем выполнения бросков (r=0,358).

Итак, спортсмены высшей квалификации индивидуально ярко реагируют на стресс, вызванный участием в соревнованиях. Причем "успешные" в большинстве своем более адаптоспособны к стресс-воздействиям. Более тонкими индикаторами стресс-напряжения из числа изучаемых характеристик являются САД и ЧДД.

При исследовании влияния саморегуляции положительных эмоциональных генных центров гипоталамуса на гемодинамку установлено, что она оказывает двухфазное действие: сначала возникает гипертензия, вслед за которой - гипотензивная реакция. Появление гипотензивной волны после подъема АД при положительных эмоциональных напряжениях уменьшает возможность суммации отдельных гипертензивных реакций и предотвращает развитие стойкой артериальной гипертензии [10].

Таким образом, успех и неудачи вызывают различные корреляционные отношения в кардио-респираторной системе борцов, свидетельствующие о различном уровне стресс-напряжения. Полученные данные подтверждают возможность использования данной методики для неинвазивной диагностики напряжения функциональных систем спортсменов при срочной и долговременной адаптации. Наряду с этим результаты статистической обработки материала позволили рекомендовать психорелаксационные воздействия на неудачно выступивших спортсменов, так как у них сосудистая система наиболее ярко реагировала на стресс-воздействия.

Список литературы

1. Ананьев Г.Г. Психология педагогической оценки труда //Тр. ин-та мозга им. В.М. Бехтерева. Т. IV. Л., 1935. - 146 с.

2. Батурин Н.А. Успех, неудача и результативность деятельности //Психолог. журнал, 1987, т. 8, № 3, с. 87-93.

3. Быков Е.В., Исаев А.П., Федоров А.И., Юсупов Х.М. Диагностика адаптивных и дезадаптивных изменений функционального состояния спортсменов //Тез. докл. I Российского конгресса по патофизиологии. Патология органов и систем. - М.: ВНИИМП, 1995, с. 222.

4. Верхошанский Ю.В.. Основы специальной физической подготовки спортсменов. - М.: ФиС, 1988, с. 327.

5.Ильин Е.П.Психофизиология физического воспитания (деятельность и состояние). - М.: Просв., 1980. - 195 с.

6. Исаев А.П., Рыбаков В.В., Карлышев В.В. Использование закономерностей долговременной адаптации при построении процесса многолетней подготовки спортсменов /Физиол. спорта: Тез. докл. XIV Всесоюзн. научн.-практ. конф. - М.: ГДОИФК им. П.Ф.Лесгафта, 1986, с. 83-84.

7. Маркосян А.А. Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков. - М.: Медицина, 1969. - 105 с.

8. Судаков К.В. Стресс: Постулаты с позиции общей теории функциональных систем //Патолог. физиология и эксперим. терапия, 1992, № 4, с. 86-93.

9. Судаков К.В., Тараканов О.П., Юматов Е.А. Кросс-корреляционный вегетативный критерий эмоционального стресса //Физиол. чел., 1995, т. 21, № 3, с. 87-95.

10. Юматов Е.А. Сердечно-сосудистые реакции при эмоциональных напряжениях //Физиология человека, 1980, т. 6, № 5, с. 893.