МЕТОД ОЦЕНКИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ К СИЛОВЫМ НАГРУЗКАМ
METHOD OF ESTIMATION ADAPTATION POTENTIAL OF CARDIOVASCULAR SYSTEM TO PHYSICAL LOADS

Данный метод функциональной диагностики относится к области естественных наук - медицине, разделе спортивной физиологии.
В настоящее время полноценных аналогов данному методу функциональной диагностики для определения уровня степени адаптации к силовым нагрузкам нет. Существуют только разрозненные функциональные пробы, односторонне характеризующие степень адаптации сердечно-сосудистой системы к силовым нагрузкам. Настоящие способы оценки функционального состояния спортсменов не могут в совокупности оценить воздействие на сердечно-сосудистую систему основных стрессовых факторов, возникающих при выполнении силовых упражнений (натуживание, большая изометрическая работа).
Прототипом данного метода явилось исследование «Реакция на натуживание у тяжелоатлетов по данным измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений», в котором А.Ф.Синяков, С.В.Степанова используют пробу с натуживанием следующего содержания: у спортсмена в положении сидя регистрируется электрокардиограмма, по которой определяется частота сердечных сокращений по 5-секундным интервалам в течение 20 секунд. Затем измеряется артериальное давление. После этого спортсмен, сделав глубокий вдох, имитирует выдох в резиновую трубку с мундштуком, соединенную с аппаратом Рива-Роччи, с таким усилием, чтобы давление поддерживалось в диапазоне от 40 до 60 мм рт.ст. в течение 20 сек. Частота сердечных сокращений регистрируется в период натуживания и в продолжении 20 секунд после окончания натуживания. Артериальное давление измеряется сразу после натуживания, затем через 40 секунд после прекращения натуживания [8].
В работе «Применение функциональных проб для оценки адаптации сердечно-сосудистой системы к статической деятельности») [1, 2] академик К.Г.Адамян, М.Г.Агаджанян применили такое сочетание функциональных проб:
1) проба с изометрической нагрузкой заключалась в сжатии кистевого динамометра левой рукой в течение 3 мин с силой в 50% от предельной;
2) проба с натуживанием производилась по общепринятой методике, использованной в исследовании А.Ф.Синякова и С.В.Степановой,заключающейся в 20-секундном натуживании.
До и после проб производится эхокардиографическое исследование с изучением конечно-диастолического и конечно-систолического объемов, ударного объема, минутного объема сердца, фракции выброса, общего периферического сосудистого сопротивления и показателя соотношения скоростей раннего и позднего наполнения.
Анализируя функциональные пробы, использованные авторами в своих работах можно сказать, что данные методы не в полной мере отвечают требованиям, предъявляемым к методам оценки функционального состояния. Мышечная работа, производимая во время выполнения этих проб, носит преимущественно локальный характер (изометрическая проба с кистевым динамометром - сгибатели предплечья, проба с 20-секундным натуживанием - дыхательные мышцы), это приводит к недостаточной вовлеченности систем вегетативного обеспечения, вследствие чего предлагаемая физическая нагрузка перестает соответствовать работе, которая выполняется во время силовых движений. В совокупности все эти факторы мешают моделированию тренировочной ситуации и снижают степень информативности проводимых исследований.
Метод оценки адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы к силовым упражнениям, предложенный нами, включает в себя две функциональные пробы:
1) проба с натуживанием;
2) изометрическая проба.
Основным требованием к условиям проведения было проведение их в первой половине дня без предшествующего утомления при нормальных условиях.
Проба с натуживанием. Испытуемый выполняет с использованием станового динамометра тягу 80% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживает ее в течение 10 секунд с задержкой дыхания на вдохе.
У испытуемого до нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления. После нагрузки также фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления.
После восстановления показателей частоты сердечных сокращений и артериального давления до исходных величин испытуемый выполняет вторую функциональную пробу с изометрической нагрузкой.
Изометрическая проба. Испытуемый выполняет с использованием станового динамометра тягу 50% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживает ее в течение одной минуты без значительных задержек дыхания.
У испытуемого до нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления. После нагрузки также фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления.
Далее проводится анализ изменения параметров центральной гемодинамики и электрокардиограммы.
Целью нашего метода является оценка уровня адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы спортсменов к силовым нагрузкам.
Задачи предлагаемого изобретения:
1) выявление изменений в центральной гемодинамике и структуре сердечного цикла в ответ на натуживание и изометрическую нагрузку;
2) определение типа реакции сердечно-сосудистой системы на различные факторы силовых нагрузок (натуживание, изометрическая работа).
Ожидаемый результат
Будут получены данные об особенностях реакции сердечно-сосудистой системы на натуживание и изометрическую нагрузку у испытуемого, что поможет в диагностировании и профилактике состояний перетренированности у спортсменов.
Будут даны рекомендации, оптимизирующие учебно-тренировочный процесс и повышающие эффективность спортивного отбора в видах спорта, где основным условием является проявление силовых качеств.
В метод включено две пробы с целью повышения качества оценки изменений, происходящих в работе сердечно-сосудистой системы с учетом таких стресс-факторов, как натуживание и изометрическая нагрузка, которые возникают во время выполнения силовых упражнений и являются специфичными, проявляющимися преимущественно только при таком виде деятельности.
Данный метод прост в организации, по биомеханической структуре упражнение, используемое в обеих функциональных пробах (становая тяга), точно моделирует ситуацию выполнения силовых упражнений. При выполнении проб вовлекается наибольшее количество мышечных групп с адекватной нагрузкой на системы вегетативного обеспечения, совершается мышечная работа глобального характера, что дает возможность объективно оценить уровень адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы спортсмена к силовым нагрузкам.
Пример применения данного метода функциональной диагностики в ходе тренировочного процесса у спортсменов, занимающихся силовым троеборьем.
Таблица 1
Реакция показателей гемодинамики в подготовительном периоде
Показатели
Изометрическая нагрузка
Натуживание
До
После
До
После
ЧСС
67,7±0,6
145,6±1,9
68,1±1,3
84,3±2,1
САД
120,0±2,3
128,6±2,2
122,0±2,0
130,3±1,9
ДАД
82,1±2,5
86,0±1,6
81,4±1,2
76,4±1,4
ПАД
37,9±1,5
41,7±2,1
40,6±1,9
53,9±2,4
СДД
94,7±1,7
100,5±2,1
94,9±1,5
94,3±2,4
УО
53,4±2,4
52,9±2,6
55,3±1,8
65,3±2,3
МОК
3,62±0,14
7,71±0,29
3,76±0,18
5,51±0,28
УПС
46,6±2,2
23,2±1,6
44,8±2,6
30,5±2,4
СИ
2,03±0,09
4,32±0,2
2,11±0,13
3,09±0,24
Показатели гемодинамики в ответ на изометрическую нагрузку изменились следующим образом (см. табл.1):
- Увеличились
Частота сердечных сокращений (ЧСС) на 115%, систолическое артериальное давление (САД) на 7,1%, диастолическое (ДАД) на 4,7%, пульсовое (ПАД) на 10%, среднединамическое (СДД) на 6%, ударный объем (УО) остался без изменений, минутный объем кровообращения (МОК) на 112,9%, сердечный индекс (СИ) на 112,8%.
- Снизились
Удельное перефирическое сопротивление (УПС) на 50,2%.
В ответ на натуживание произошли изменения следующего характера:
- Увеличились
ЧСС - 23,7%, САД - 6,8%, ПАД - 32,7%, СДД - б/и, УО - 18%, МОК - 46,5%, СИ - 46,4%.
- Снизились
ДАД - 6,1%, УПС - 31,9%.
Анализ полученных данных позволяет охарактеризовать изменения в гемодинамике, в ответ на изометрическую работу и натуживание, как происходящие в пределах нормы.
Таблица 2
Реакция показателей гемодинамики в предсоревновательном периоде
Показатели
Натуживание
Статическая нагрузка
До
После
До
После
ЧСС
77,3±2,3
90,0±3,1
78,3±2,3
143,0±1,7
САД
124,3±2,6
130,9±2,9
125,3±2,9
137,2±2,0
ДАД
87,1±2,9
82,7±2,2
87,6±3,2
87,9±2,8
ПАД
37,2±2,6
48,2±2,1
37,7±2,1
49,3±2,5
СДД
99,5±2,9
98,7±3,7
100,1±2,0
104,3±2,3
УО
50,2±1,8
58,6±2,4
50,2±1,5
56,3±2,3
МОК
3,88±0,18
5,28±0,3
3,93±0,26
8,05±0,21
УПС
49,2±2,1
33,0±1,9
48,9±1,1
22,9±1,9
СИ
2,02±0,16
2,98±0,14
2,04±0,13
4,55±0,15
В ответ на натуживание (см. табл.2):
- Увеличились
ЧСС - 16,4%, САД - 5,3%, ПАД - 29,5%, СДД - б/и, УО - 16,7%, МОК - 36%, СИ - 47,5%.
- Снизились
ДАД - 5%, УПС - 32,9%.
В ответ на изометрическую нагрузку:
- Увеличились
ЧСС - 82,6%, САД - 9,4%, ДАД - б/и, ПАД - 30,7%, СДД - 4,1%, УО - 12,1%, МОК - 104,8%, СИ - 123%.
- Снизились
УПС - 53,1%.
Анализ полученных данных позволяет охарактеризовать изменения в гемодинамике, в ответ на изометрическую работу и натуживание, как положительные, так как в результате выполнения обеих проб произошло значительное увеличение ударного объема как основного показателя эффективности работы сердца, и снижение удельного перефирического сопротивления.
Таблица 3
Продолжительность зубцов и интервалов ЭКГ после натуживания
Показатели
Подготовительный период
Предсоревновательный период
До нагрузки
После нагрузки
До нагрузки
После нагрузки
R-R
0,8±0,01
0,47±0,01
0,77±0,02
0,45±0,03
Р
0,1±0,003
0,08±0,002
0,1±0,004
0,08±0,003
P-Q
0,2±0,011
0,12±0,006
0,2±0,01
0,12±0,004
QRS
0,1±0,002
0,1±0,004
0,1±0,003
0,11±0,003
S-T
0,1±0,005
0,06±0,002
0,1±0,003
0,04±0,002
Т
0,13±0,007
0,09±0,003
0,12±0,006
0,09±0,002
T-P
0,27±0,013
0,1±0,005
0,25±0,014
0,09±0,003
Q-T
0,33±0,016
0,25±0,009
0,32±0,014
0,24±0,01
Подготовительный период (см. табл.3):
- Уменьшилась продолжительность
R-R - 41,2%, P - 20%, P-Q - 40%, QRS - б/и, S-T - 40%, T - 23%, T-P - 62,9%, Q-T - 24,2%.
Предсоревновательный период:
- Уменьшилась продолжительность
R-R - 41,5%, Р - 20%, P-Q - 40%, S-Т - 60%, T - 25%, T-P - 64%, Q-T - 25%.
- Увеличилась продолжительность
QRS - 10%
Анализ продолжительности зубцов и интервалов ЭКГ показал: под действием натуживания нагрузки произошла перестройка структуры сердечного цикла в пределах нормы; нарушений ритма сердца выявлено не было как в подготовительном, так и предсоревновательном периоде.
Таблица 4
Продолжительность зубцов и интервалов ЭКГ после изометрической работы
Показатели
Подготовительный период
Предсоревновательный период
До нагрузки
После нагрузки
До нагрузки
После нагрузки
R-R
0,8±0,02
0,48±0,02
0,76±0,03
0,45±0,01
Р
0,1±0,002
0,08±0,003
0,1±0,006
0,06±0,002
P-Q
0,18±0,004
0,21±0,018
0,18±0,007
0,21±0,012
QRS
0,1±0,003
0,1±0,005
0,1±0,003
0,11±0,004
S-T
0,1±0,004
0,05±0,001
0,1±0,006
0,04±0,002
Т
0,13±0,003
0,08±0,004
0,12±0,007
0,05±0,001
T-Р
0,27±0,011
0,06±0,003
0,24±0,006
0,04±0,001
Q-T
0,33±0,015
0,21±0,008
0,32±0,011
0,2±0,013
Подготовительный период (см табл.4):
- Уменьшилась продолжительность
R-R - 40%, Р - 20%, QRS - б/и, S-T - 50%, T - 38, 4%, T-P - 77%, Q-T - 36,3%.
- Увеличилась продолжительность
P-Q - 16%.
Предсоревновательный период:
- Уменьшилась продолжительность
R-R - 40,7%, P - 40%, S-T - 60%, T - 58,3%, Т-Р - 83,3%, Q-T - 37,5%.
- Увеличилась продолжительность
P-Q - 16,6%, QRS - 10%.
Анализ продолжительности зубцов и интервалов ЭКГ показал, что под действием изометрической работы произошла перестройка структуры сердечного цикла со значительным укорочением фазы диасталы желудочков в предсоревновательном периоде, что говорит о снижении экономичности работы миокарда. Нарушений ритма сердца выявлено не было.
Таблица 5
Реакция сердечно-сосудистой системы на изометрическую нагрузку
Время восстановления
Подготовительный период
Предсоревновательный период
ЧСС
САД
ДАД
ЧСС
САД
ДАД
До нагрузки
67,7±0,6
120,0±2,3
82,1±2,5
78,3±3,2
125,3±2,8
87,6±1,9
1 - минута
145,6±1,9
128,3±2,2
86,0±1,6
143,0±3,9
137,2±1,7
87,9±2,9
2 - минута
133,9±3,7
132,0±2,5
89,7±2,9
125,8±2,2
134,2±2,8
94,3±3,6
3 - минута
123,3±2,8
122,1±3,6
84,1±2,1
102,4±3,2
127,1±2,8
86,2±2,9
4 - минута
97,8±2,3
125,5±3,5
85,4±2,8
93,6±2,5
127,2±3,1
86,0±3,0
5 - минута
72,6±1,6
123,1±2,7
83,9±2,3
80,2±2,1
125,9±3,0
85,4±2,4
Тип реакции сердечно-сосудистой системы на изометрическую нагрузку (см. табл.5):
- Подготовительный период - нормотонический тип реакции на физическую нагрузку. К 5-ой минуте восстановление завершилось.
- Предсоревновательный период - нормотонический тип реакции на физическую нагрузку. К 5-ой минуте восстановление завершилось.
Таблица 6
Реакция сердечно-сосудистой системы на натуживание
Время восстановления
Подготовительный период
Предсоревновательный период
ЧСС
САД
ДАД
ЧСС
САД
ДАД
До нагрузки
68,1±1,3
122,0±2,0
81,4±1,2
77,3±2,7
124,3±3,6
87,1±2,4
1 - минута
84,3±2,1
130,3±1,9
76,4±1,4
90,0±2,5
130,9±3,4
82,7±2,7
2 - минута
166,3±4,3
148,1±2,8
93,9±2,3
174,0±4,1
162,4±2,8
115,4±2,3
3 - минута
135,9±3,3
130,8±2,9
91,0±2,4
148,5±2,7
148,5±3,2
96,9±2,2
4 - минута
120,3±2,5
126,4±2,3
91,4±2,1
115,0±2,2
139,2±3,8
96,0±2,3
5 - минута
85,7±2,3
123,7±2,9
85,5±2,2
96,5±2,8
135,7±3,1
96,1±2,4
Тип реакции сердечно-сосудистой системы на натуживание (см. табл.6):
- Подготовительный период - гипертонический тип реакции на физическую нагрузку. Полного восстановления за 5 мин не произошло.
- Предсоревновательный период - более выраженный, чем в подготовительном периоде, гипертонический тип реакции на специфическую нагрузку. Полного восстановления за 5 мин не произошло.
Вывод
1. Хотя показатели гемодинамики имеют положительную тенденцию, выявлено снижение адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы у спортсменов в предсоревновательном периоде, на что указывают изменения в электрокардиограмме, а именно укорочение фазы диастолы. Это говорит о том, что положительные изменения в гемодинамике произошли за счет вовлечения дополнительных ресурсов миокарда, что в дальнейшем может привести у спортсменов к состоянию перетренированости и говорит о несоответствии предлагаемых тренировочных нагрузок функциональным возможностям организма спортсменов и недостаточной эффективности восстановительных мероприятий.
2. В ходе тренировочного процесса адаптации к натуживанию не возникло, так как сердечно-сосудистая система в ходе тренировок только усилила свой гипертонический тип реакции на физическую нагрузку, а скорость восстановления после этого специфического вида нагрузки не увеличилась.
Рекомендации: пересмотрение объема и интенсивности тренировочной нагрузки и замена используемых восстановительных мероприятий на более эффективные.
Список литературы
1. Агаджанян Н.А. Материалы VIII междунар. симп. "Эколого-физиологические проблемы адаптации". М. 1998. С.2-6.
2. Адамян К.Г., Оганесян Л.С. Современные методы функциональных исследований сердечно-сосудистой системы. Ереван. 1990.
3. Баевский Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний / Р.М.Баевский, А.П.Берсенева - М.: Медицина, 1997. - 235 с.
4. Белоцерковский З.Б. Сократительная функция миокарда левого желудочка сердца и артериальное давление у спортсменов при изометрической нагрузке / Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. // Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, посвященный 80-летию академии. - М.: 1998. - Т.4. - С.180-185.
5. Карпман В.Л. Исследование физической работоспособности у спортсменов / В.Л.Карпман, З.Б.Белоцерковский, И.А.Гудков. - М.: Физкультура и спорт, 1974. - 95 с.
6. Карпман В.Л. Сердце и работоспособность спортсмена / Карпман В.Л., С.В.Хрущев, Ю.А.Борисова. - М.: Физкультура и спорт, 1978. - 120 с.
7. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л.Карпман, З.Б.Белоцерковский, И.А.Гудков. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 104 с.
8. Реакция на натуживание у тяжелоатлетов по данным измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений / Синяков А.Ф., Степанова С.В. // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов: Сб., посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л.Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - С.79-82.
9. Fishman E.Z., Embon P., Pines A. Tenenbaum A. et al. - Am. J. Cardiol., 1997. Feb.1. V.79 (3). P.355-359.
10. Lind A.R., Taylor S.A., Humphreys P.W. et al. Clin. Sci., v.27, p.229-244.
11. Heitanen E. - Cardiovascular responses to static exercise. Scand. J. Work Environ. Health, 1984. v.10, p.397-402.
12. Haykowsky M.J., Gillis R., Quinney A. et al. - Am. J. Cardiol. 1993. V.72. P.1045-1054