Периферический кровоток у юношей 18-22 лет при статических нагрузках возрастающей мощности

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ КРОВОТОК У ЮНОШЕЙ 18-22 ЛЕТ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ ВОЗРАСТАЮЩЕЙ МОЩНОСТИ

А.Д. Грицук, ЭЛ. Городниченко СГУ, г. Смоленск

Изучен уровень и динамика различных параметров периферического кровотока в работающих мышцах предплечья у юношей 18-22 лет, не занимающихся спортом, в условиях статических нагрузок, составляющих 15%-30%~ 45% от максимальной произвольной силы мышц (МПС), выполняемых через 5-минутные интервалы отдыха до произвольного отказа.

Одной из актуальных проблем возрастной физиологии является проблема гиподинамии, затрагивающая лиц различного возраста. В условиях гиподинамии нарастает объем статических нагрузок, что негативно сказывается на умственной и физической работоспособности человека.

Методы исследования Нами изучались адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы (ССС), являющейся маркером функционального состояния организма, в условиях повторных локальных статических нагрузок. Исследование проводилось на практически здоровых, не занимающихся спортом, юношах 18-22 лет. Кровоток мышц предплечья изучался методом тетраполярной реовазографии на аппарате ВЮ8ЕТ-8000 (производство Германии). Регистрация объемной скорости кровотока (ОСК), длительности реографической волны (Т), времени кровенаполнения сосудов (а) велась непрерывно в покое, во

время выполнения нагрузки и в период восстановления. Рассчитывались удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС) по формуле УПСС=АДср/СИ, отношение о/Т, реографический индекс (РИ), дикротический индекс (ДК) и диастолический индекс (ДИ). Полученные данные обработаны методами вариационной статистики с применением пакета программ БтайБиса 5.5А.

Результаты и обсуждение В покое на этапе от 18 до 22 лет у юношей не отмечено значительных изменений объемной ско-

рости кровотока. Лишь от 21 до 22 лет происходило достоверное снижение ОСК в скелетных мышцах предплечья (р<0,05). Временные показатели периферического кровотока (Т, а) также не претерпевали существенных изменений в изучаемом онтогенезе. Сопротивление сосудов существенно, но недостоверно снижалось на этапе 18-19 лет и

20-21 год. Параметры, характеризующие тонус сосудов, имели тенденцию к снижению на этапе от

18 до 21 года. От 21 до 22 лет происходило существенное увеличение тонуса вен и достоверное -тонуса резистивных сосудов (табл. 1).

Таким образом, целью работы стало изучение возможности применения адаптации к действию регламентированной прерывистой нормобарической гипоксии для коррекции уровня тревожности в процессе адаптации к условиям обучения в вузе.

Во время выполнения нагрузки наблюдалось увеличение объемной скорости кровотока, причем

с ростом мощности выполняемой работы реактивность ОСК (степень изменения данного показателя по сравнению с периодом покоя) снижалась во всех возрастных группах. Увеличение кровотока в сосудах работающих скелетных мышц предплечья носило в большинстве случаев достоверный характер. При СН=15% от МПС более значительное усиление ОСК имело место у юношей 18 лет. Вместе с тем, при СН=30% и 45% в этом возрасте наблюдались наименьшие темпы прироста данного параметра (табл. 2).

Таблица 1

Периферический кровоток у юношей 18-22 лет

Показатели Возраст

18 19 20 21 22

ОСК 8,25±0,53 8,37±0,54 7,60±0,56 8,38±0,48 6,94±0,33°

Т 0,791±0,027 0,861±0,021 0,882±0,036 0,857±0,023 0,898±0,026

а 0,083±0,002 0,081±0,002 0,081±0,003 0,079±0,002 0,083±0,002

УПСС 70,52±8,98 50,26±5,51 63,09±7,66 43,32±3,65 57,00±5,99

а! Т 10,74±0,39 9,52±0,26 9,42±0,54 9,48±0,45 9,38±0,32

РИ 0,067±0,004 0,077±0,005 0,063±0,005 0,074±0,004 0,064±0,003

ДК 32,35±3,29 24,16±2,39 28,94±2,99 24,99±2,80 35,02±3,62°

ДИ 67,16±3,81 64,47±3,50 64,58±2,54 58,33±3,74 68,90±4,39

Примечание. Знаком ° отмечена достоверность отличий между возрастными группами при р<0,05.

Таблица 2

Изменение показателей периферической гемодинамики у юношей 18-22 лет при статических нагрузках нарастающей мощности

СН=15%

Показатели 18 19 20 21 22

ОСК 162,67* 147,67* 151,05* 149,05* 149,57*

Т 91,05 86,11 87,64 89,32 89,79

а 117,17 119,46 118,98 121,41 120,87

УПСС 94,38 93,89 96,78 96,61 97,47

с/Г 127,93 139,08 134,61 135,13 135,29

РИ 143,28* 133,77* 136,51* 136,49* 139,06*

ДК 119,04 152,65* 139,29* 153,98* 109,05

ДИ 85,62° 84,58° 88,08° 91,31 81,10°

СН=30%

Показатели 18 19 20 21 22

ОСК 115,49 133,82* 138,03* 133,33* 145,68*

Т 82,13 82,64 80,50 87,94 82,91

а 102,27 104,92 109,64 101,32 104,44

УПСС 121,02 118,78 109,07 112,22 111,11

о/Т 122,34 127,54 135,05 116,17 127,81

РИ 112,99 124,36* 128,13* 125,00* 125,76*

ДК 140,88 127,23 120,25 95,58 119,42

ДИ 91,61 85,11° 84,52 83,48 93,13

СН=45%

Показатели 18 19 20 21 22

ОСК 100,65 120,24 129,01* 126,63° 132,65*

Т 77,72 74,24 69,73 75,52 73,45

а 90,95 101,85 96,28 99,35 95,88

УПСС 140,78 128,13 119,44 132,02 128,50

о/Т 115,64 135,69 136,80 131,52 134,70

РИ 87,36 ь 104,82 |_ 112,86 111,11 104,23

ДК 155,36° 148,53* 110,39 88,29 108,61

ДИ 117,96 108,87 97,11 74,99* 88,64

Примечание. Знаком * отмечена достоверность отличий при р<0,01; знаком ° - при р<0,05.

Неуклонное уменьшение реактивности объемной скорости кровотока, по мере нарастания мощности СН, на наш взгляд, объясняется увеличением внутримышечного давления, которое начинает превышать внутрисосудистое. Синхронная регистрация нами параметров центральной гемодинамики показала, что с увеличением мощности нагрузки происходило постоянное увеличение всех видов артериального давления: среднего (АДср), систолического и диастолического [4]. Постоянный прирост АДср происходил параллельно с увеличением прессорных реакций со стороны работающих скелетных мышц. Неуклонное повышение среднего артериального давления, по мере нарастания мощности нагрузок, можно рассматривать как механизм, направленный на адекватное кровоснабжение работающих скелетных мышц. В литературе, как известно, этот параметр рассматривают как основную движущую силу крови. Мы полагаем, что неуклонное повышение АДср обусловлено ростом минутного объема крови (МОК), что было установлено нами при параллельном изучении центральной гемодинамики.

Это согласуется с литературными данными о том, что величина МОК влияет на артериальное давление. Перечисленные изменения показателей центральной и периферической гемодинамики происходят в результате действия регуляторных механизмов, изменяющих число функционирующих капилляров, тонус и диаметр кровеносных сосудов, величину среднего артериального давления [2, 7]. Анализ полученных нами данных позволяет отметить, что наиболее высокие темпы прироста ОСК (по среднегрупповым данным) имели место при СН=15%, а наименьшие - при СН=45% (табл. 2). Результаты исследований В.И. Тхорев-ского (1973), проведенные на взрослых лицах мужского пола, показали, что при выполнении статических нагрузок в диапазоне от 10% до 60% максимум прироста ОСК наблюдался при СН=20%, а минимум при СН=60%.

Анализ индивидуальных данных выявил несколько вариантов динамики ОСК в ответ на статические нагрузки нарастающей мощности (табл. 3). Наиболее часто во всех возрастных группах наблюдалось 3 варианта изменения изучаемо-

Физиология двигательной активности и спорта

го параметра: 1) неуклонное снижение реактивности ОСК с ростом мощности СН (в 47,33% всех изученных случаев); 2)снижение реактивности от первой нагрузки ко второй и увеличение к третьей (в 23,33% всех случаев); 3) увеличение реактивности от первой СН ко второй и снижение при СН=45% (в 22% всех случаев).

Установлено, что 1-й вариант наиболее часто встречался у юношей 18 лет, 2-й вариант - у 19-летних юношей, 3-й вариант - у юношей 22 лет. Эти данные отражают различные резервные возможности ССС юношей. Сравнение показало, что наиболее высокая реакция ОСК (по индивидуальным данным) наблюдалась в большинстве случаев при СН=15% (у 18-летних - в 83,33% случаев, у 19-летних - в 70,00%, у 20-летних - в 46,67%, у

21-летних - в 63,34%, у 22-летних - в 46,67% случаев), реже - при СН=30% (в 18 лет - в 10,00%, в

19 лет - в 16,67%, в 20 лет - в 23,33%, в 21 год - в 13,33%, в 22 года - в 36,67% случаев), наиболее редко - при СН=45% (в 18 лет - в 6,67%, в 19 лет -в 13,33%, в 20 лет - в 30,00%, в 21 год - в 23,33%, в 22 года - в 16,66% случаев). При СН=45% кровоток в мышцах предплечья у ряда испытуемых становился меньше, чем в покое, что свидетельствует о недостаточности компенсаторных реакций ССС на нагрузку; у 18-летних испытуемых в 43,33% случаев, у 19-летних - в 23,33%, у 20-летних - в 16,67%, у 21-летних - в 30,00%, у 22-летних - в 16,67% случаев.

Таблица 3

Варианты динамики ОСК у юношей 18-22 лет при статических нагрузках

Мощность выполняемой работы отражается на интенсивности параметров периферической гемодинамики. Расчеты показали, что с увеличением мощности нагрузки во всех возрастных группах происходило увеличение интенсивности ОСК на единицу выполняемой работы. По среднегрупповым данным, интенсивность ОСК претерпела следующие изменения от 1-й к 3-й СН: у 18-летних - 3,80-6,31-8,86; у 19-летних - 3,21—5,45— 6,32; у 20-летних - 2,65-4,52-6,69; у 21-летних -2,98-4,95-6,88; у 22-летних - 2,79-4,49-6,15 мл/100см3/мин : кг-с. Наибольшие величины интенсивности ОСК наблюдались у юношей 18 лет при всех 3 нагрузках на фоне наименьших объемов выполняемой работы, наименьшие - у юношей 20 лет при СН=15% и 30% и у юношей 19 лет при СН=45% на фоне наибольших объемов выполняемой работы.

В отличие от центральной гемодинамики окончание статических нагрузок не сопровождалось послерабочим увеличением объемной скорости кровотока (за редким исключением).

Длительность реографического цикла неуклонно уменьшалась в ходе выполнения нагрузки, что, вероятно, связано с ростом частоты сердечных сокращений. Время кровенаполнения сосудов в ходе выполнения нагрузок изменялось неоднозначно. При СН=15% и 30% от МПС наблюдалось увеличение а, более значительное при 1-ой нагрузке. При СН=45% время кровенаполнения уменьшалось (см. табл. 2).

Удельное периферическое сопротивление сосудов при СН=15% незначительно уменьшалось, при СН=30% и 45% - увеличивалось, причем темпы изменений нарастали с ростом мощности СН. Рост УПСС при сжимании кисти, начиная с усилия в 1/3 от максимального, отмечается многими авторами [1, 3, 5 и др].

Тонус крупных артерий (а/Т) при работе увеличивался. Наименьший прирост наблюдался при СН=30%, а при СН=15% и 45% изменения, в большинстве случаев, были примерно одинаковы. Тонус резистивных сосудов (ДК) изменялся неоднозначно. В большинстве случаев происходило его увеличение, у юношей 21 года при СН=30% и 45% - уменьшение. Достоверные изменения наблюдались в редких случаях: при 1-й СН - у юношей 19,

20 и 21 года, при 3-й СН - у юношей 18 и 19 лет. Тонус вен (ДИ) при СН уменьшался. Достоверные изменения при СН=15% наблюдались во всех возрастных группах, кроме 21-летних, при СН=30% -только в группе 19 лет, а при СН=45% - у юношей

21 года. При 3-ей СН у юношей 18 и 19 лет происходило увеличение дикротического индекса.

Реографический индекс, характеризующий пульсовое кровенаполнение сосудов, при работе увеличивался. Причем с ростом мощности СН темпы прироста уменьшались. При СН=45% у юношей 18 лет наблюдалось снижение кровенаполнения сосудов. Достоверные изменения РИ при СН=15% наблюдались во всех возрастах, при СН=30% - у юношей 19, 21 и 22 лет.

Изучение восстановительного периода показало, что большинство параметров периферического кровотока почти во всех возрастах восстанавливалось в течение 1-3 минуты. В условиях динамических нагрузок была отмечена аналогичная закономерность: после мощной и кратковременной работы функциональные возможности нейро-моторного аппарата истощались в меньшей степени и быстрее восстанавливались, чем при более продолжительной и менее мощной работе [6]. После 1-ой СН не нормализовалось УПСС, оставаясь ниже исходных величин. Тонус резистивных сосудов к концу периода реституции был выше исходных значений. У юношей 21 и 22 лет не восстанавливалось времени кровенаполнения

Возраст Тип динамики ОСК

1 2 3

18 66,67% 23,33% 10%

19 43,33% 30% 23,33%

20 43,33% 23,33% 23,33%

21 46,67% 16,67% 16,67%

22 36,67% 23,33% 36,67%

сосудов, а у юношей 18 лет - пульсового кровенаполнения. После СН=30% у юношей 20 лет не происходило нормализации времени кровенаполнения сосудов, а после СН=45% у юношей 18 лет -тонуса крупных артериальных и резистивных сосудов. Таким образом, среди изученных возрастов выделяются юноши 18 лет, у которых чаще, чем в других возрастных группах, не происходило восстановления параметров периферического кровотока. Ранее в этой возрастной группе мы отмечали низкий уровень физической работоспособности в зонах всех трех мощностей и высокую интенсивность параметров ССС на единицу выполняемой работы. В совокупности это свидетельствует о низких адаптивных возможностях организма на этом этапе онтогенеза.

Выводы

1. При статических нагрузках нарастающей мощности имело место усиление кровотока в работающих скелетных мышцах, носившее достоверный характер, несмотря на снижение реактивности объемной скорости кровотока.

2. Учет индивидуальных особенностей адаптивных реакций позволил отметить 3 варианта изменений ОСК, что отражает различные резервные возможности сердечно-сосудистой системы.

3. На изучаемом этапе онтогенеза наиболее эффективные приспособительные реакции периферического кровотока наблюдались у юношей 20 лет и 21 года, а наименее эффективные - у юношей 18 лет.

Практические рекомендации

При оценке функциональных резервов системы кровообращения могут быть использованы в качестве критериев высокой эффективности адаптивных реакций высокие объемы производимой

работы в сочетании с низкой интенсивностью параметров периферического кровотока.

Литература

1. Алферова Т.В. Возрастные особенности адаптации сердечно-сосудистой системы к локальной мышечной деятельности: Дис. ... докт. биол. наук. - Челябинск, 1990. - 336 с.

2. Участие вибрационных колебаний мышечных волокон в кровоснабжении скелетных мышц/Н.И. Аринчин, A.C. Ермолова, Л.В. Найми-тенко, Г.Д. Недвецкая// Регуляция кровообращения в скелетных мышцах. - Рига: Изд-во «Зинатне», 1973. - С. 113-126.

3. Городниченко Э.А. Физиологические закономерности развития выносливости к статическим мышечным усилиям у лиц женского пола на основных этапах онтогенеза: Дис. ... докт. биол. наук. - М., 1994. - 434 с.

4. Грицук АД., Городниченко Э.А. Адаптационные реакции центральной гемодинамики юношей 18-22 лет в условиях статических нагрузок возрастающей мощности// Современные проблемы науки и образования. - 2006. —№4. — С. 18—21.

5. Догадкина С.Б. Влияние статических нагрузок на сердечно-сосудистую систему детей младшего школьного возраста: Дис. ... канд. биол. наук. - М., 1988. - 191 с.

6. Любомирский Л.Е., Букреева Д.П., Васильева P.M. Функциональные возможности двигательной системы детей и подростков с разным уровнем физической тренированности// Физиология человека. - 1997. - Т. 23. - Ns 6.- С. 69-76.

7. Тхоревский В. И. Функциональная активность мышц и их кровоснабжение// В кн.: Регуляция кровообращения в скелетных мышцах. — Рига: Изд-во «Зинатне», 1973. - С. 127—144.