Адаптация сердечной деятельности детей 5-7 лет к физическим нагрузкам различной мощности

Адаптация сердечной деятельности детей 5-7 лет к физическим нагрузкам различной мощности

Кандидат биологических наук, доцент Ю.С. Ванюшин, Казанский государственный педагогический университет

Двигательная деятельность сопровождается повышенным притоком кислорода к мышцам. Это происходит в результате увеличения кровотока через работающие мышцы. Поэтому одним из механизмов срочной адаптации к физической нагрузке считается рост минутного объема кровообращения (МОК) - важнейшего гемодинамического показателя. Его изучение является одним из актуальных вопросов спортивной физиологии и медицины. Об этом свидетельствует большое число работ, выполненных с использованием различных методов исследования. Однако большинство из них применимы в условиях относительного покоя или в период восстановления, а те, которые можно использовать во время выполнения движений, трудоемки и травмоопасны. В связи с этим нами для исследования гемодинамических показателей кровообращения применялся модифицированный метод тетраполярной грудной реографии, позволивший вести запись дифференцированной реограммы непосредственно во время работы.

Другой причиной, побудившей провести данное исследование, мы посчитали отсутствие данных по адаптации сердечной деятельности детей в возрасте 5-7 лет к велоэргометрическим нагрузкам различной мощности. Поэтому целью работы было изучение показателей центральной гемодинамики детей 5-7 лет во время выполнения ими велоэргометрических нагрузок различной мощности.

Методика. Объектом исследования были мальчики и девочки в возрасте 5-7 лет, которые были нами определены в группы по возрасту и полу.

Все испытуемые выполняли нагрузку на велоэргометре ЭРГ-3 Казанского "Медфизприбора" из расчета 0,5; 1,0; 1,5 Вт/кг. Длительность каждой нагрузки составляла 3 мин. За несколько секунд до конца каждой нагрузки записывалась дифреограмма с электродов, которые при помощи резинового пояса крепились на шее и грудной клетке, в области мечевидного отростка. Анализу подвергалось 6-10 комплексов дифреограммы. Для вычисления ударного объема крови (УОК) применялась формула, предложенная Ю.Т. Пушкарь с со-авт. [6], в которой был введен усредненный периметр грудной клетки для учета особенностей конституции тела испытуемых. Запись электрокардиограммы велась в одном из отведении по Небу.

Результаты. Полученные показатели центральной гемодинамики детей в возрасте 5-7 лет при велоэргометрических нагрузках различной мощности представлены в табл. 1. Из нее видно, что с повышением мощности выполняемой работы происходит достоверное увеличение МОК, который по сравнению с исходным уровнем возрастает в 2-3 раза, независимо от возраста и половых различий. При этом прослеживается такая закономерность: при переходе от одной нагрузки к другой прирост МОК, выраженный в процентах, уменьшается (табл. 2). Этому, на наш взгляд, есть следующее объяснение.

Как известно, увеличение сердечного выброса - один из механизмов срочной адаптации к нагрузке, но проявляется он по-разному: во-первых, за счет возрастания ЧСС; во-вторых, благодаря росту ЧСС и УОК, который, по мнению ряда исследователей [4,1] является более эффективным, так как еще А.Н. Крестовников [3] отмечал, что при высокой частоте сердцебиений страдает кровенаполнение, что, в свою очередь, негативно влияет на величины сердечного выброса.

Таблица 1. Показатели центральной гемодинамики детей 5-7 лет при выполнении велоэргометрических нагрузок разной мощности

Условия 

снятия показателей 

Показатели, 

уд/мин , мл; 

л/мин 

Группы 





5 лет 

6 лет 

7 лет 





М 



М 

А 

М 



Исходное состояние 

ЧСС 

98,86 

97,99 

93,48 

95,06 

85,39 

85,66 





2,45 

2,76 

2,44 

1,67 

2,14 

1,93 



УОК 

21,39 

21,21 

24,39 

25,43 

24,91 

27,24 





1,30 

1,61 

1,14 

1,79 

1,34 

1,79 



МОК 

2,08 

2,03 

2,25 

2,36 

2,12 

2,31 





0,14 

0,16 

0,09 

0,15 

0,12 

0,14 

Нагрузка 0,5 Вт/кг 

ЧСС 

118,51 

122,98 

114,94 

119,98 

105,76 

110,71 





2,89 

2,04 

2,25 

2,68 

2,04 

2,06 



УОК 

31,18 

32,18 

32,86 

32,80 

34,44 

34,38 





1,62 

1,96 

1,29 

1,88 

1,82 

1,79 



МОК 

3,71 

3,94 

3,75 

3,89 

3,63 

3,79 





0,23 

0,24 

0,13 

0,19 

0,20 

0,20 

Нагрузка 1,00 Вт/кг 

ЧСС 

135,59 

143,49* 

127,01 

137,01* 

120,64 

132,41* 





2,80 

2,51 

2,06 

2,90 

2,32 

2,77 



УОК 

34,41 

35,21 

37,68 

36,33 

42,20 

35,06* 





1,44 

1,99 

1,29 

1,83 

2,54 

1,88 



МОК

4,62 

5,03 

4,80 

4,96 

5,04 

4,62 





0,19 

0,26 

0,16 

0,24 

0,27 

0,24 

Нагрузка 1,5 Вт/кг 

ЧСС

150,88 

162,84* 

143,23 

157,52' 

141,28 

153,84* 





3,30 

2,55 

2,60 

4,23 

3,10 

3,37 



УОК

36,75 

34,98 

37,71 

33,98 

45,72 

36,78* 





1,32 

2,09 

1,49 

1,83 

2,86 

1,02 



МОК

5,55 

5,68 

5,37 

5,30 

6,37 

5,64 





0,24 

0,34 

0,19 

0,23 

0,32 

0,16 

* Достоверно различий гемодинамических показателей между мальчиками и девочками одного возраста.

В наших исследованиях при велоэргометри-ческой нагрузке 0,5 Вт/кг УОК достиг почти предельных своих значений. В дальнейшем сердечный выброс изменялся только благодаря росту ЧСС. Следствием этого, на наш взгляд, и является уменьшение прироста сердечного выброса (см. табл.2).

Высокие значения УОК отмечены при ЧСС от 111 до 123 уд/мин во всех возрастно-половых группах, за исключением группы мальчиков 7 лет, у которых рост этого показателя продолжался при нагрузках мощностью 1 и 1,5 Вт/кг. Вероятно, это прежде всего обусловлено возрастными особенностями испытуемых. Ф.Г. Углов с соавт. [7] явление, при котором прекращается рост УОК, назвали порогом адекватной гемодинамической реакции.

В.Л. Карпман и соавт. [2], анализируя результаты собственных исследований и литературные данные, пришли к выводу о существовании трех типов зависимости УОК от величин, зарегистрированных в условиях покоя, до максимальных. Доказано, что физиологической основой его является наличие ба-зального резервного объема крови. Этот тип адаптации авторы считают наиболее оптимальным. В наших исследованиях он встречался в группах девочек 5 и 7 лет и в группе мальчиков 6 лет.

Таблица 2. Изменение минутного объема крови (в %) при переходе от одной нагрузки к другой у детей 5-7 лет, выполняющих велоэргометрические нагрузки

Возраст, лет

Пол

Изменение МОК при переходе:





от исходного состояния к к нагрузке 0,5 Вт/кг

от нагрузки 0,5 к 1,00 Вт/кг

от нагрузки 1,00 к 1,5 Вт/кг 

5

М

78

25

20





94

28

13

6

М

67

28

12





65

28

7

7

М

71

39

26





61

22

22

Второй тип зависимости характеризуется постоянным ростом УОК по мере повышения мощности работы. На основании многочисленных исследований [5, 8] было показано, что увеличение инотропной функции сердца достигается не только за счет использования базального резервного объема крови, но и благодаря включению механизма Франка-Старлинга, начинающего действовать при нагрузках малой мощности. Считается, что этот тип чаще всего встречается у тех, у кого размеры левого желудочка относительно небольшие. В этом случае, по мнению В.Л. Карпмана с соавт. [2], большое значение имеет механизм гетерометрической саморегуляции сердца, эффективность которого, вероятно, не столь велика. Второй тип зависимости УОК от мощности выполняемой работы у нас встречался в группах 5- и 7-летних мальчиков.

Третий тип адаптации связан с увеличением УОК в начале работы, а в дальнейшем отмечается его снижение, иногда до исходных величин. Этот тип не является столь эффективным, как, например, предыдущие. В наших исследованиях он наблюдался в группе девочек с 6 лет.

Таким образом, как показали наши исследования, типы адаптации УОК детей 5-7 лет при ве-лоэргометрических нагрузках различной мощности не связаны с возрастом и полом испытуемых.

Список литературы

1. Карпман В.Л., Парин В.В. Сердечный выброс //Физиология кровообращения. Физиология сердца. - Л.: Наука, 1980, с. 255-265.

2. Карпман В.Л., Любима Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов. - М.: ФиС, 1982. - 135 с.

3. Крестовников А.Н. Очерки по физиологии физических упражнений. - М.: ФиС, 1951. - 532 с.

4. Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой физической нагрузке и сердечная недостаточность. - М.: Наука, 1975. - 263 с.

5. Меерсон Ф.З., Чащина З.В. Влияние адаптации к физическим нагрузкам на сократительную функцию и массу левого желудочка сердца //Кардиология, 1978, №9, с. 111-118.

6. Пушкарь Ю.Т., Цветкова А.А., Хеймец Г.И. Автоматизированное определение минутного объема методом реографии //Бюл. Всесоюзн. кардиол. научн. центра АМН СССР, 1980, №1, с. 45-48.

7. Углов Ф.Г., Гавршенков В.И., Гриценко В.В. Оценка гемодинамической реакции при возрастающей физической нагрузке //Мед. реф. журн., 1982, №11, с. 244-253.

8. Шхвацабая Ю.К., Ситников В.А., Юренев А.Н. Эхокардиография как метод оценки деятельности сердца юных спортсменов //Теория и практика физической культуры, 1979, №5, с. 17-19.