Вариабельность сердечного ритма у спортсменов с силовой направленностью тренировочного процесса

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У СПОРТСМЕНОВ С СИЛОВОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА

О.В. Калабин1*, А.П. Спицин ** Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Киров Кировская государственная медицинская академия, Киров

Исследована вариабельность сердечного ритма (ВСР) у спортсменов с силовой направленностью тренировочного процесса (пауэрлифтеры) в условиях относительного покоя. Выявлено снижение как временных, так и спектральных показателей ВСР (RMSSD, pNN50, HF) у спортсменов, занимающихся пауэрлифтин-гом, относительно контрольной группы. Полученные результаты позволяют заключить, что гемодинамическое обеспечение организма спортсменов силовой направленности происходит при более высоком напряжении механизмов регуляции сердечной деятельности.

Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, спортсмены, направленность тренировочного процесса.

Variability of heart rate in sportsmen aimed at power training. Heart rate variability in sportsmen involved in power training with powerlifters at relative rest was studied. The research revealed decline of both temporary and spectral indices of heart rate variability (RMSSD, pNN50, HF) in sportsmen doing the powerlifting in comparison with the control group. The received data make it possible to conclude that hemo-dynamic support of sportsmen aimed at power training happens at a higher tense of regulation mechanisms of heart activity.

Key words: heart rate variability, sportsmen, orientation of training process.

Адаптация организма к воздействию различных факторов окружающей среды (в том числе и к физическим нагрузкам) в значительной мере связана с реакциями сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов. Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий. Ритм его сокращений, регулируемый через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы (ВНС), реагирует на любые стрессорные воздействия [8].

Для оценки функциональных резервов организма и особенностей регуляции в настоящее время в прикладной физиологии, спортивной медицине и клинической практике активно используется методика изучения вариабельности ритма сердца (ВРС). Исследование ВРС применяют в спортивной практике для оценки текущего функционального состояния и адаптационного потенциала организма, раннего выявления дезадаптации и состояния перетренированности, осуществления срочного контроля над процессом физической тренировки с целью его оптимизации

[1, 3, 7].

Направленность тренировочного процесса оказывает существенное влияние на все системы организма спортсмена, но наибольшие изменения наблюдаются в тех системах и органах, которые вносят значительный вклад в достижение конечного результата, в этом проявляется специфичность адаптации. По мнению [6],

Контакты:'Калабин О.В., E-mail: kalabinoleg@gmail.com

направленность тренировочного процесса выступает главным и определяющим фактором в организации функции аппарата кровообращения - принцип преимущественного структурного обеспечения систем, доминирующих в процессе адаптации. Можно предположить, что разная направленность тренировочного процесса определенным образом повлияет на волновую структуру сердечного ритма.

Значительное число работ посвящено анализу сердечного ритма тренирующих выносливость [11, 12]. Напротив, работ, анализирующих ВСР у спортсменов, тренирующих силу, крайне мало [5]. Широкомасштабные исследования показывают, что оба вида физических нагрузок благоприятно отражаются на состоянии центральной и периферической гемодинамики и метаболических факторах риска сердечно-сосудистых расстройств [10, 16]. Однако имеются сообщения о разнонаправленных сердечно-сосудистых эффектах циклической и силовой тренировок. Так, показаны различные типы гипертрофии миокарда [4, 15], растяжимости центральных артерий [14], вариабельности сердечного ритма (ВСР) [12, 13] и динамики артериального давления [9] у спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса.

Цель настоящей работы состояла в оценке ВСР у спортсменов с силовой направленностью тренировочного процесса в состоянии относительного покоя.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие 39 испытуемых-добровольцев мужского пола в возрасте от 17 до 22 лет. Первую группу (контрольную) составили лица, не занимающиеся спортом (п=20). В основном, это были студенты, имеющие нормальное физическое развитие, нормальный двигательный режим, посещающие занятия по физической культуре в рамках учебной программы (отнесены к основной группе здоровья) и не занимающиеся в спортивных секциях. Вторую группу (основную) составили спортсмены, занимающиеся силовым троеборьем (п=19). Для изучения влияния длительности физических нагрузок и уровня спортивного мастерства на состояние региональной гемодинамики основная группа была разделена на две подгруппы. В первую подгруппу вошли лица, имеющие спортивный разряд (11 человек), а во вторую (8 человек) лица высокого уровня спортивного мастерства (КМС, МС). Деление основной группы на подгруппы было обусловлено тем, что кандидаты в мастера спорта и мастера спорта начинают использовать специальную экипировку. Все испытуемые прошли медицинское обследование и по состоянию здоровья были отнесены к основной медицинской группе. Запись ЭКГ производилась в положении лежа на спине, при ровном дыхании, в тихом спокойном помещении.

В качестве основного метода исследования была выбрана кардиоинтервало-графия с анализом вариабельности сердечного ритма (ВСР). Все данные, представленные в работе, получены на отечественном оборудовании фирмы "НейроСофт" г. Иваново. Кардиоритмограмма регистрировалась по стандартной методике в течение 5-10 мин [4]. Запись ЭКГ производилась в положении лежа на спине, при ровном дыхании, в тихом спокойном помещении. В дальнейшем рассчитывали временные стандартизированные характеристики динамического ряда кардиоин-тервалов: частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин); среднеквадратичное отклонение последовательных КЯ-интервалов мс); стандартное отклоне-

ние разности последовательных RR-интервалов (RMSSD, мс); частота последовательных RR-интервалов с разностью более 50 мс (pNN50, %); амплитуда моды (АМо, %); индекс напряжения (ИН, усл. ед.); показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, баллы). Условные обозначения показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) представлены в соответствии с международными стандартами оценки ВСР и используемыми ориентировочными нормативами. Анализ ВСР позволил оценить состояние общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами автономной нервной системы.

Далее, на основе проведения спектрального анализа ВСР анализировали частотные параметры: общую мощность спектра (ТР), мощности в высокочастотном (HF, 0.16-0.4 Гц), низкочастотном (LF, 0.05-0.15 Гц) и очень низкочастотном (VLF, <0.05 Гц) диапазонах [10]. Спектральные методы анализа ВСР получили в настоящее время широкое распространение. Анализ спектральной плотности сердечного ритма (СР) позволяет количественно оценить различные частотные составляющие колебаний ритма сердца и представить соотношения разных компонентов СР, отражающих активность определенных звеньев регуляторного механизма. Кроме того, вычисляли коэффициент LF/HF, отражающий баланс симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце. Выбранные методы абсолютно безвредны и атравматичны. Перед исследованием отменялись физиотерапевтические процедуры и медикаменты.

Статистическая обработка материала. Результаты обрабатывали при помощи пакета программ «SPSS Statistics 17.0» и «Microsoft Office Excel 2003». Осуществляли определение средней (М) и ошибки средней (m). Результаты представлены в виде М±т. Характер распределения оценивали при помощи критерия Колмогорова-Смирнова (n>30). Для анализа малых выборок (до 30 наблюдений) применяли непараметрические методы статистической обработки данных. Все переменные проверялись перед сравнительными анализами на нормальность распределения по тесту Шапиро-Уилки. При нормальном распределении переменных для определения различий между двумя независимыми группами использовали непарный t-критерий Стьюдента, а при непараметрическом - критерий Вилкоксона-Манна-Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1.1. Особенности вариабельности сердечного ритма (ВСР) у пауэрлифте-ров в состоянии покоя

Результаты анализа временных показателей в покое в основной и контрольной группах показали следующее. Среднее значение R-R интервалов в основной группе было достоверно меньше по сравнению с контрольной группой (табл.1). SDNN у пауэрлифтеров было также значительно меньше по сравнению с контрольной группой и указывало на более выраженную активность симпатического отдела ВНС в управлении сердечным ритмом. Для пауэрлифтеров характерно снижение активности парасимпатического отдела ВНС, на что указывает меньшее значение RMSSD (табл.1). В то же время значительное число работ, например [11, 12] отмечают усиление парасимпатических влияний на сердце у высокотренированных спортсменов в состоянии относительного покоя. Повышенный тонус ва-

гуса в этой группе спортсменов косвенно участвует в повышении УОК и снижении артериального давления через удлинение периода диастолы [11, 12].

Таблица 1

Показатели сердечного ритма у спортсменов, занимающихся пауэрлифтингом

Показатели Группы *р

пауэрлифтеры

ИК№1М,мс 790,95±19,84 905,24±25,76 0,002

БОт, мс 41,34±4,07 58,58±3,93 0,006

ИМВББ, мс 32,79±3,84 56,51±4,19 0,001

рЫ№0, мс 7,62±1,87 17,51±1,71 0,001

ВР, мс 171,76±15,54 248,87±16,22 0,004

АМО, % 43,64±3,12 34,60±2,13 0,012

ИН, ед. 238,45±54,73 101,72±15,90 0,002

ТР,мс2 1675,77±344,70 3493,42±517,39 0,009

УЬЕ, мс2 494,17±105,90 456,69±120,31 0,808

ЬЕ, мс2 605,12±156,20 1401,16±277,70 0,051

ОТ, мс2 551,07±138,26 1610,14±235,35 0,000

ЕЬ/ ОТ 1,68±0,32 0,96±0,20 0,048

ИАП, ед. 3,18±0,85 5,08±1,36 0,221

ИЦ, ед. 1,47±0,37 0,41±0,09 0,005

Примечание: ЯЯЫЫ — средняя продолжительность Я-Я интервалов; БВЫЫ — стандартное отклонение интервалов Я-Я на всей записи ЭКГ; ЯМБББ — квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов Ы-Ы; РЫЫ50% - процент NN 50 от общего количества последовательных пар интервалов Я-Я, различающихся более чем на 50 мс; АМо - амплитуда моды; ИН

- индекс напряжения; ИЦ- индекс напряжения; ИАП - индекс активации подкорковых центров; ТР- общая мощность спектра; УЬЕ - мощность спектра в диапазоне очень низких частот; ЬЕ - мощность спектра в диапазоне низких частот; ЕЕ

- мощность спектра в диапазоне высоких частот; ЬЕ/ЕЕ - соотношение мощностей спектра диапазонов низких и высоких частот; ЬЕ пи - мощность спектра в диапазоне низких частот в нормализованных единицах; ЕЕ пи - мощность спектра в диапазоне высоких частот в нормализованных единицах; ИАЦ - индекс активации подкорковых центров; ИЦ - индекс централизации; * р - различия между группами.

Вариабельность сердечного ритма у пауэрлифтеров снижена практически в 2 раза по сравнению с контрольной группой (табл.1). На это указывает значения рМЫ50. На усиление симпатического отдела ВНС у пауэрлифтеров указывали и значения АМо (табл. 1). Характерна централизация управления сердечным ритмом

у лиц, занимающихся пауэрлифтингом (238,5±54,7 у.е. против 101,7±15,9 у.е. в контрольной группе, р=0,002). Снижение показателей ВСР, вероятно, связано с уменьшением парасимпатических влияний на сердце при сдвиге сердечного сим-пато-вагусного баланса в сторону преобладания симпатических влияний, то есть указывает на повышенное напряжение механизмов регуляции сердечной деятельности. Напряжение деятельности сердца, по-видимому, направлено на обеспечение высокого уровня центрального и периферического кровотока, особенно в нижних отделах конечностей.

На усиление активности симпатического отдела ВНС в регуляции ритма сердца у пауэрлифтеров указывают и значения ВПР и ИВР (табл. 1). У спортсменов они значительно больше. Кроме того, индекс централизации у спортсменов был также значительно выше по сравнению с группой контроля (1,47±0,37 у.е. против 0,41±0,09, р=0,005).

Сходные изменения обнаружены и в спектральных показателях ВСР. У спортсменов общая мощность спектра была значительно ниже (табл.1). Кроме того значительно меньше была и доля HF (915,3±210,5 мс2 против 2517,1±417,09 мс2 в контрольной группе, р=0,000). Снижение общей мощности спектра у спортсменов происходит за счет LF и HF. На усиление симпатических влияний указывает также отношение LF/HF (1,7±0,3 против 0,96±0,2 в контроле, р=0,048). Наши данные о сниженных показателях RMSSD, HF, ТР и повышенном индексе LF/HF у спортсменов силовой направленности тренировочного процесса согласуются с данными работы [13], в которой установлено увеличение нормализованной мощности LF-волн, а также индекса LF/HF и снижении АДС после трехмесячной силовой тренировки у здоровых пожилых мужчин. Вместе с тем представленные наши данные не согласуются с результатами, полученными некоторыми исследователями, которые обнаружили, что в процессе тренировок растет общая мощность спектра, преимущественно за счет увеличения мощности дыхательных волн (HF-компонента) [2].

1.2. Показатели ВСР у спортсменов, занимающихся пауэрлифтингом в зависимости от спортивной квалификации

Сравнительный анализ временных и спектральных показателей у пауэрлифте-ров в зависимости от спортивной квалификации показал следующее. Среднее значение R-R интервалов, SDNN достоверно не различались у разрядников (3-ий, 2-ой и 1 -ый спортивные разряды) и высококвалифицированных спортсменов (КМС, МС и МСМК). Вместе с тем RRNN и SDNN у квалифицированных спортсменов были меньше (табл.2). Достоверные различия были выявлены в значениях rMSSD (23,5±6,5 мс против 37,9±3,9 мс у разрядников, р=0,048), что указывает на повышение активности симпатического отдела ВНС. На активацию симпатического отдела ВНС у высококвалифицированных спортсменов также указывают и более высокие значения АМо, ИВР и ВПР (табл.2). Для мастеров спорта и кандидатов в мастера характерны более высокие значения индекса напряжения (ИН), что указывает на централизацию управления сердечным ритмом. Общая мощность спектра практически в 2 раза была ниже у спортсменов высокой квалификации. Достоверные различия выявлены по значениям LF компонента (380,5±234,1 мс2 против 727,6±195,2 мс2, р=0,048 у разрядников). На активацию симпатического отдела ВНС указывало и отношение LF/HF. У кандидатов и мастеров спорта оно оказалось значительно выше 2,35±0,62 против 1,32±0,29 у разрядников.

Таблица 2

Показатели сердечного ритма у спортсменов, занимающихся пауэрлифтин-гом в зависимости от квалификации

Показатели Группы *р

разрядники

ИКШ,мс 805,95±24,30 763,44±31,33 0,350

БОт, мс 46,36±4,70 32,13±6,10 0,098

гМБББ, мс 37,87±3,99 23,48±6,51 0,048

рЫ№0, мс 9,08±2,15 5,04±3,28 0,216

ВР, мс 196,55±16,96 126,33±20,96 0,078

АМО, % 38,29±2,42 53,46±6,13 0,078

ИН, ед. 149,79±25,71 400,99±122,55 0,098

ТР,мс2 2021,24±453,71 1042,41±398,32 0,098

УЪЬ, мс2 576,22±142,96 343,75±124,53 0,350

ЬЬ, мс2 727,64±195,19 380,52±234,13 0,048

НЬ, мс2 684,03±182,27 307,32±162,74 0,098

ЬЬ/ НЬ 1,32±0,29 2,35±0,62 0,256

ИАП, ед. 2,99±0,83 3,54±1,86 0,884

ИЦ, ед. 0,78±0,20 2,72±0,75 0,098

Примечание: см. табл.1

Таким образом, результаты нашего исследования показали, что занятия силовым троеборьем на определенном этапе негативно влияет на временные и спектральные показатели ВРС, косвенно на процессы энергообеспечения мышечной деятельности и в конечном итоге на работоспособность спортсменов.

ВЫВОДЫ

1. У спортсменов, занимающихся силовым троеборьем, происходит изменение как временных, так и спектральных показателей сердечного ритма. Показатели ББММ гМБББ, рМЫ50, ТР, LF, № были достоверно меньше, а LF/HF выше соответствующих показателей здоровых нетренированных людей (контрольная группа), что указывает на усиление симпатических влияний и централизацию в управлении сердечным ритмом и связано, вероятно, с большим объемом нагрузок.

2. Отличительными особенностями сердечного ритма кандидатов и мастеров спорта были: сниженная вариабельность сердечного ритма (низкие значения гМБББ, рМЫ50) с преобладанием симпатической активности в симпато-вагусном балансе (высокие значения АМо, ИВР), а также существенное снижение мощности спектра во всех частотных диапазонах. Важную роль в этих особенностях играл повышенный индекс массы тела. Следовательно, гемодинамическое обеспе-

чение организма высококвалифицированных спортсменов (КМС, МС) происходит при более высоком напряжении механизмов регуляции сердечной деятельности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агаджанян Н.А., Батоцыренова Т.Е., Семёнов Ю.Н. и др. Соревновательный стресс у представителей различных видов спорта по показателям вариабельности сердечного ритма // ТиПФК. - 2006. - № 1. - С. 2-4.

2. Аксёнов В.В., Артамонов В.Н., Мотылянская Р.Е., Парышкин Ю.А. Использование математического анализа ритма сердца для распознавания механизма некоторых форм нарушений функционального состояния сердечно-сосудистой системы у спортсменов // ТиПФК. - 1981. -№ 4. - С. 28-31.

3. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. В помощь практическому врачу. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Методические рекомендации // Вестник арит-мологии. - 2001. - № 24. - С. 65-87.

4. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. Руководство для врачей. - Л.: Медицина, 1989. - 464 с.

5. Мальцев А.Ю., Мельников А.А., Викулов А.Д, Громова К.С. Состояние центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса // Физиология человека. -2010. - Т. 36. - №1. - С. 112-118.

6. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 253 с.

7. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода. 2-е изд., перераб. и доп. Иваново: Ивановская ГМА, 2002. 290 с.

8. Явелов И.С. Вариабельность ритма сердца при сердечно-сосудистых заболеваниях: взгляд клинициста. // Сердце. - 2006. - №1. - С. 18-23.

9. Bertovic D.A., Waddell Т.К., Gatzka CD. etal. Muscular strength training is associated with low arterial compliance and high pulse pressure // Hypertension. - 1999. -V. 33. - P. 1385.

10. Braith R.W., Stewart K.J. Resistance exercise training: its role in the prevention of cardiovascular disease // Circulation. - 2006. - V. 113. - P. 2642.

11. Buchheit M., Gindre C. Cardiac parasympathetic regulation: respective associations with cardiorespiratory fitness and training load //Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. - 2006. - V. 291. - P. 451.

12. Goldsmith R.L., Bigger J. J, Steinman R.C. et al. Comparison of 24-hour para-sympathetic activity in endurance-trained and untrained young men // J. Am. College Card. - 1992. - V. 20. - P. 552.

13. Melo R.C., Quiterio R.J., Takahashi A.C.M. High eccentric strength training reduces heart rate variability in healthy older men // Br. J. Sports Med. - 2008. - V 42. - P. 59.

14. Otsuki Т., Maeda S., Iemitsu М. etal. Effects of athletic strength and endurance exercise training in young humans on plasma endothelin-1 concentration and arterial distensibility // Exp. Biol. Med. - 2006. - V. 231. - P. 789.

15. Pluim B.M., Zwinderman A.H., van der Laarse A., van der Wall E.E. The athlete's heart. A meta-analysis of cardiac structure and function // Circulation. - 2000. -V. 101. - P. 336.

16. Williams M.A., Haskell W.L., Ades P.A. etal. Resistance exercise in individuals with and without cardiovascular disease: 2007 update: a scientific statement from the american heart association council on clinical cardiology and council on nutrition, physical activity, and metabolism// Circulation. - 2007. - V. 116. - P. 572.