Соотношение регуляторных процессов системы кровообращения лыжников-гонщиков на основе медлеволновой вариабельности показателей анализа гемодинамики

Краткие сообщения

УДК 796.92

СООТНОШЕНИЕ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ НА ОСНОВЕ МЕДЛЕВОЛНОВОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНАЛИЗА ГЕМОДИНАМИКИ

К.Е. Рябина, А.П. Исаев, В.В. Епишев

Проведен анализ медлеволновой вариабельности показателей гемодинамики у лыжников-гонщиков, после «вкатки» в условиях среднегорья. Исследование лыжников-гонщиков (мужчины квалификации мастер спорта, возраст 21,44 ± 0,50 лет) проводилось на специально-подготовительном этапе подготовки. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и медлеволновой вариабельности показателей гемодинамики исследовалось при помощи биоимпедансной реополиграфии («МАРГ 10-01» (ООО «Микролюкс», Россия)). Анализ вариабельности частоты сердечных сокращений выявил доминирующее влияние колебаний (около 40,0 %) в низкочастотном спектре, ударный объем находится в преобладании очень медленных колебаний (57, 17 %). Доминирующим в структуре влияний на минутный объем крови являются колебания в высокочастотном диапазоне (34,62 %). Амплитуда пульсации пальца кисти находится под влиянием очень медленных волн (56,20 %) характеристик. Усматривается сложность и многогранность многоуровневой системы центрального и периферического кровообращения. При физиологической регуляции гемодинамики наблюдался сдвиг в сторону периферии. Можно полагать, что обследуемые спортсмены находились в неблагополучном функциональном состоянии, при больших тренировочных нагрузках, в период «вкатывания».

Ключевые слова: гемодинамика, лыжники-гонщики, спектральная мощность, вариабельность параметров кардиогемодинамики.

Достижение высоких спортивных результатов неразрывно связано с эффективностью управления подготовкой спортсменов. При этом одним из наиболее важных принципов построения тренировочного процесса является соответствие нагрузок текущему функциональному состоянию.

В проблеме адаптационных сдвигов в ответ на физическую нагрузку особое место отводится изучению системы кровообращения в качестве ведущей физиологической системы, определяющей адаптационные возможности целостного организма, его функциональный резерв. Информацию о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы, и организма в целом можно получить, изучая механизмы регуляции ритма сердечных сокращений [4]. Хорошо сбалансированная регуляция позволяет спортсмену при наличии должного уровня мотивации максимально использовать свои функциональные возможности, обеспечивает необходимую экономизацию функций при работе на выносливость и определяет быстроту восстановительных процессов.

В последние годы для оценки функционального состояния спортсменов все более популяр-

ным становится анализ вариабельности ритма сердца (ВРС), являющийся простым, неинвазивным и информативным методом исследования вегетативной нервной системы [4, 9]. По мнению многих авторов, медленноволновая вариабельность показателей ритма сердца является интегральным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом.

Особенно актуально изучение ВСР в режиме подготовительных, соревновательных нагрузок. Так же, в условиях, отличающихся от обычного пребывания спортсменов, таких как среднегорье. В процессе акклиматизации наблюдаются переходные фазовые состояния, такие как пропорциональное распределение вкладов сосудистых и сердечных звеньев, симпатико-парасимпатической и барорефлекторной регуляции, включение звеньев вазомоторной автономии.

Иерархия, реактивность, сопротивляемость и толерантность системного процесса акклиматизации многообразны в своих направлениях, переходных фазных процессах и их интеграциях [5].

Анализ ВРС позволяет получить ценную информацию о функциональном состоянии спорт-

Краткие сообщения

сменов и, в зависимости от его уровня, своевременно корректировать тренировочный процесс, что весьма важно при современных высокоинтенсивных спортивных нагрузках [1].

Следовательно, внедрение методов анализа ВРС в практику подготовки высококвалифицированных спортсменов, несомненно, является целесообразным и перспективным.

Основными параметрами, характеризующими системную гемодинамику, являются: работа сердца, сердечный выброс, системное артериальное давление, общее периферическое сопротивление сосудов, венозный возврат крови к сердцу, центральное венозное давление, объем циркулирующей крови. Исходя из функционального единства, согласованности и взаимообусловленности подразделов сердечно-сосудистой системы и характеризующих их параметров выделяют три уровня осуществляемых ею процессов: системная гемодинамика - обеспечение процессов циркулирующей крови; органное кровообращение - кровоснабжение органов и тканей; микроциркуляция -обеспечение транскапиллярного обмена [8].

Исследование системы кровообращения проводилось при помощи диагностирующей системы «МАРГ 10-01» (ООО «Микролюкс», Россия), в положении лежа, во II стандартном отведении. Анализировались при этом следующие диапазоны частот:

- 0-0,025 Гц (УНЧ) ультранизкочастотные волны, отражающие метаболические процессы в организме;

- 0,025-0,075 Гц (ОНЧ) очень низкочастотные волны, свидетельствующие об изменении во времени значений параметров под влиянием изменяющейся гуморальной активности крови;

- 0,075-0,15 Гц (НЧ) низкочастотные волны, являющиеся результатом барорегуляторных колебаний (при участии СНС, а при определенных условиях и ПСНС);

- 0,15-0,5 Гц (ВЧ) высокочастотные волны, отражающие влияние дыхания на систему кровообращения и свидетельствующие об участии в регуляции [1].

Для каждого частотного диапазона определялась спектральная мощность и ее вклад в общую колебательную активность - Р (общая спектральная мощность). Регистрировались следующие по-

казатели кардиогемодинамики: частота сердечных сокращений (ЧСС) в уд./мин; ударный объем (УО) в мл; амплитуда пульсации пальца кисти (АППК) в мОм; минутный объем крови (МОК) в л/мин.

Применение спектрального анализа позволяет количественно оценить влияние на работу сердца различных регуляторных систем [7].

Мы сосредоточились на частотно-спектральном анализе, при этом была найдена связь спектральных компонентов с различными отделами центральной нервной системы.

Тесный симбиоз симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, гуморальных и рефлекторных влияний обеспечивает координирующую функцию и достижение оптимальных результатов в плане адаптации к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды [5].

В таблице представлены результаты спектрального анализ системы кровообращения у лыжников-гонщиков.

Как видно из таблицы, при анализе вариабельности ЧСС выявлено доминирующее влияние (около 40,0 %) флуктуаций в НЧ (первично связанных с симпатической активностью, суммарный уровень активности вазомоторного центра и характеризует состояние системы регуляции сосудистого тонуса), затем ОНЧ-, ВЧ- и УНЧ-диапа-зонах.

Уровень ударного объема находится в границах нормы и его регуляция включает преимущественно влияния надсегментарных структур и гуморальных факторов, что видно из преобладания ОНЧ-колебаний (57,17 %), далее НЧ- и УНЧ-коле-баний.

Минутный объем кровообращения является интегральным показателем и, можно полагать, что его медленноволновые колебания складываются не только в результате активности механизмов регуляции, но и вариабельности частоты сердцебиений и ударного объема. Доминирующим в структуре влияний на МОК являются колебания в ВЧ-диа-пазоне (34,62 %), это говорит о влиянии парасимпатической нервной системы, далее с разницей менее, чем в 2 % (32,69 %) следует НЧ, ОНЧ и УНЧ. Вариабельность МОК является производной ЧСС и УО и экстрокардиальных факторов крово-

Результаты спектрального анализа системы кровообращения у лыжников-гонщиков, МС, п = 10

Показатель Статис- тика Величина ОМС(Р) Середина спектра УНЧ ОНЧ НЧ ВЧ УНЧ, % ОНЧ, % НЧ, % ВЧ, %

ЧСС, М 62,27 11,81 0,08 1,62 3,38 4,47 2,34 13,74 28,62 37,85 19,79

уд./мин ± т 7,50 2,31 0,02 0,51 1,43 2,33 0,94

УО, М 67,46 8,69 0,04 1,23 4,97 2,49 0,00 14,15 57,17 28,68 0,00

Мл ± т 7,75 1,73 0,01 0,29 1,49 0,73 0,00

МОК, ± М 4,15 0,05 0,07 0,004 0,01 0,02 0,02 7,69 23,08 32,69 34,62

л/мин ± т 0,49 0,006 0,01 0,001 0,001 0,005 0,007

АППК, М 172,91 918,68 0,07 326,64 516,29 75,77 0,00 35,55 56,20 8,25 0,00

мОм ± т 35,50 146,39 0,02 46,69 97,98 32,56 0,00

обращения, можно предположить, что доминирующая роль колебаний в НЧ- и ВЧ-диапазонах обусловлена, в первую очередь, положением сим-патоадренергической регуляцией ЧСС и венозным возвратом за счет тонической активности мышц нижних конечностей. Можно полагать, что венозный возврат обеспечивал феномен спортивного сердца с хорошей работоспособностью. При этом оценка центральной и периферической гемодинамики свидетельствует о напряжении этого важного звена кровообращения [3].

АППК (периферическое кровообращение) находится под влиянием ОНЧ-характеристик, 56,20 %, (что может быть связано с метаболическими факторами регуляции, активность которых проявляется в частотном диапазоне около 0,04 Гц, и системой терморегуляции). Далее в АППК идет влияние УНЧ- и НЧ-спектров колебаний.

По данным А.Н. Флейшмана (1996), ОНЧ-спектр является хорошим индикатором управления метаболическими процессами. Таким образом, ОНЧ-спектр характеризует влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и может использоваться как надежный маркер степени связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе с гипофизарно-гипоталамическим и корковым уровнем [7].

Методика вариабельности сердечного ритма позволяет получить представление о состоянии регуляторных систем организма, обусловливающих рабочие возможности человека.

Данный метод является информативным для определения функциональных возможностей спортсменов и может применяться с целью конкретизации тренировочной нагрузки для каждого спортсмена. Регистрация показателей вариабельности ритма сердца должна осуществляться до и после реализации тренировочных нагрузок в микроцикле и серии тренировочных занятий. Особое внимание на данные показатели следует обращать в период концентрации однонаправленных тренировочных нагрузок и выступлений в соревнованиях.

Полученные данные дополняют информацию о специальной физической подготовленности и функциональном состоянии лыжников-гонщиков, что позволяет соотнести динамику показателей функционального состояния с динамикой тренировочных и соревновательных нагрузок и своевременно вносить коррективы в процессы регуляции и управления.

Таким образом, усматривается сложность и многогранность многоуровневой системы центрального и периферического кровообращения. При физиологической регуляции гемодинамики наблюдался сдвиг в сторону периферии. Можно

полагать, что обследуемые спортсмены находились в неблагополучном функциональном состоянии, при больших тренировочных нагрузках, в период «вкатывания».

Литература

1. Астахов, А.А. Физиологические основы биоимпедансного мониторинга гемодинамики в анестезиологии (с помощью системы «Кентавр»): в 2 т. / Астахов А. А. - Челябинск: Изд-во «ЧГМА», 1996. - 76 с.

2. Баевский, Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: метод. рекомендации / Р.М. Баевский, Д.Г. Иванов, Л. В. Чи-рейкин. - М.: Медицина, 2002. - 53 с.

3. Баевский, Р.М. Вариабельность сердечного ритма. Медико-физиологические аспекты / Р.М. Баевский // Интернет-журнал по функциональной диагностике. - http://fdpro.ru/variabelnost-serdechnogo-ritma-med.

4. Белова, Е.Л. Особенности регуляции сердечного ритма у юных спортсменов, занимающихся видами спорта с различной направленностью / Е.Л. Белова, Н.В. Румянцева // Психолого-педаго-гические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Челябинск, 2009. - С. 139-142.

5. Граевская, Н.Д. Спортивная медицина: Курс лекций и практические занятия: учеб. пособие / Н.Д. Граевская, Т.И. Долматова. - М.: Совет. спорт, 2004. - 304 с.

6. Епишев, В.В. Особенности медленноволновой вариабельности кардиогемодинамики у ветеранов спорта / В.В. Епишев, Э.Р. Гильмутдинов // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта: материалы Всерос. науч.-практ. конф. -Челябинск: ЮУрГУ, 2009. - С. 179-181.

7. Исаев, А.П. Спорт и среднегорье. Моделирование адаптивных состояний спортсменов /

A.П. Исаев, В.В. Эрлих. - Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2013. - 425 с.

8. Михайлов, В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода /

B.М. Михайлов. - Иваново: Иванов. гос. мед. акад., 2002. - 290 с.

9. Сабирьянова, Е.С. Особенности вариабельности показателей центрального кровообращения после кратковременной физической нагрузки у детей /Е.С. Сабирьянова, А.С. Сабирьянов // Фундамент. исследования. - 2005. - № 5. - С. 91-92.

10. Флейшман, А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Теория, практическое применение в клинической медицине и профилактике / А.Н. Флейшман. - Новосибирск: Наука, 1999. -264 с.

Краткие сообщения

Рябина Кристина Евгеньевна, аспирант кафедры технологий спорта и системного анализа, ЮжноУральский государственный университет (Челябинск), ryabina.1991@mail.ru.

Исаев Александр Петрович, заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой технологий спорта и системного анализа, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.

Епишев Виталий Викторович, кандидат биологических наук, доцент кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.

Поступила в редакцию 16 января 2014 г.

Bulletin of the South Ural State University Series “Education, Healthcare Service, Physical Education” _______________________________2014, vol. 14, no. 1, pp. 119-123

RELATION OF REGULATION PROCESSES OF CIRCULATORY SYSTEM IN RACING SKIERS BASED ON SLOW WAVE VARIABILITY OF HEMODYNAMICS ANALYSIS PARAMETERS

K.E. Ryabina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, ryabina.1991@mail.ru,

A.P. Isaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru,

V.V. Epishev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru

Objective: to analyze slow wave variability of hemodynamics parameters in racing skiers after practical training in middle attitude conditions. Study of racing skiers (men qualified as masters of sports aged 21.44 ± 0.50 лет) was conducted at special preparatory stage. Functional state of cardiovascular system and slow wave variability of hemodynamics parameters was analyzed using bioimpedance rheopolygraph “MARG 10-01” (“Microlux”, Russia). Analysis of heart rate variability revealed dominating influence of low-frequency oscillations (about 40.0 %), stroke output is in prevailing superslow oscillations (57.17 %). High-frequency oscillations dominate in structure of influence on minute blood volume (34.62 %). Finger ripple amplitude is influenced by superslow waves (56.20 %). It is possible to observe complexity of multileveled system of central and peripheral circulation. At physiological regulation of hemodynamics we observed shift towards periphery. It is possible to assert that examined sportsmen were in poor functional state at prominent training loads during practical training.

Keywords: hemodynamics, racing skiers, power spectrum, variability of cardiohemody-namics parameters.

References

1. Astakhov A.A. Fiziologicheskie osnovy bioimpedansnogo monitoringa gemodinamiki v anesteziologii (s pomoshch’yu sistemy «Kentavr») [Physiological Basis of Bioimpedance Hemodynamic Monitoring in Anesthesia (with the Help of «Centaur»)]. Chelyabinsk, Chelyabinsk State Medical Academy Publ., 1996. 76 p.

2. Baevskiy R.M. Analiz variabel’nosti serdechnogo ritma pri ispol’zovanii razlichnykh elektrokardiografi-cheskikh sistem: metodicheskie rekomendatsii [Analysis of Heart Rate Variability Using Different Electrocardiographic Systems: Methodological Recommendations]. Moscow. Medicine Publ., 2002. 53 p.

3. Baevskiy R.M. Variabel’nost’ serdechnogo ritma. Mediko-fiziologicheskie aspekty [Heart rate Variability. Medical and Physiological Aspects]. Online Journal of Functional Diagnostics. Available at: http://fdpro.ru/ variabelnost-serdechnogo-ritma-med (accessed 5.02.2011).

4. Belova E.L., Rumyantseva N.V. [Features Heart Rate Regulation in Young Athletes Involved in Sports with Various Orientation]. Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya [All-Russian Scientific and Practical Conference], 2009, pp. 139-142 (in Russian).

5. Graevskaya N.D., Dolmatova T.I. Sportivnaya meditsina: Kurs lektsiy i prakticheskie zanyatiya. Ucheb-noe posobie [Sports Medicine: Lectures and Practical Classes. Textbook]. Moscow, Soviet Sport Publ., 2004. 304 p.

6. Epishev V.V., Gil'mutdinov E.R. [Features Slow-wave Variability Cardiohemodynamics Veterans Sports]. Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya [All-Russian Scientific and Practical Conference], 2009, рр. 179-181 (in Russian).

7. Isaev A.P., Erlikh V.V. Sport i srednegor’e. Modelirovanie adaptivnykh sostoyaniy sportsmenov [Sports and Midlands. Simulation of Adaptive States Athletes]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2013. 425 p.

8. Mikhaylov V.M. Variabel’nost’ ritma serdtsa: opyt prakticheskogo primeneniya metoda [Heart Rate Variability: the Experience of the Practical Application of the Method]. Ivanovo, Ivanovo State Medical Academy Publ., 2002. 290 p.

9. Sabir'yanova E.S., Sabir'yanov A.S. [Features Variability Indicators Central Circulation After Brief Exercise in Children]. Fundamental’nyeIssledovaniya [Fundamental Research], 2005, no 5, рр. 91-92 (in Russian).

10. Fleyshman A.N. Medlennye kolebaniya gemodinamiki. Teoriya, prakticheskoe primenenie v klinicheskoy meditsine i profilaktike [Slow Oscillations Hemodynamics. Theory, Practical Application in Clinical and Prevention Medetsine]. Novosibirsk, Science Publ., 1999. 264 p.

Received 16 January 2014