Адаптивные реакции сердечно-сосудистой и центральной нервной системы на умственную и локальную физическую нагрузку у студентов - спортсменов
На правах рукописи
ЗИННАТУЛЛИНА Ирина Раилевна
АДАПТИВНЫЕ РЕАКЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ НА УМСТВЕННУЮ И ЛОКАЛЬНУЮ
ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ У СТУДЕНТОВ - СПОРТСМЕНОВ
03.00.13 – «Физиология»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Набережные Челны – 2009
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор Попова Татьяна Владимировна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Чинкин А. С.
кандидат биологических наук, доцент Хабибуллина И. Р.
Ведущая организация: ГОУ ВПО Уральский государственный педагогический университет
Защита состоится « 19 »июня 2009 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 311.015.01 при ФГОУ ВПО «Камская государственная академия физической культуры, спорта и туризма» по адресу: 423807, г. Набережные Челны, ул. им. Е.Н.Батенчука, 21, ауд. 313.
Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте ФГОУ ВПО «Камская государственная академия физической культуры, спорта и туризма»
Режим доступа: http://www.kamgifk.ru Автореферат разослан «»_2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук, профессор А.А.Черняев ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы В физиологии спорта большую проблему составляет вопрос обучения в вузе студентов, занимающихся профессионально спортом. Известно, что после завершения спортивной деятельности зачастую развиваются психосоматические нарушения в организме. Кроме того, известно, что часть спортсменов успешно совмещает учебу и спорт, а другая часть – является аутсайдерами в учебе.
Многочисленными научными исследованиями установлено, что высокий профессиональный уровень требует как физической подготовки, так и устойчивой умственной работоспособности. На современном этапе развития общества спорт представляет собой сложное многофункциональное и многообразное явление социальной реальности, занимающее важное, значимое место в его физической и духовной культуре. Он направлен не только на выявление и унифицирование человеческих возможностей, но и на социально-общественное развитие личности, занимающейся физкультурно спортивной деятельностью (Л.П.Матвеев, Ж. К. Холодов, 2001).
Большое значение имеет подготовленность человека к деятельности, основанной на активных мыслительных процессах: когнитивных (Д.Б.
Богоявленская, 1979), надситуативной деятельности (В.А. Петровский, 1983, 1992), коммуникативной (Г.М. Андреева, 1988;
А.А. Бодалев, 1994, А.И.
Крупнов, 1980), умственной работы (Н.С. Лейтес, 1980;
И.А. Петухова, 1979). Один из теоретиков физиологии спорта П.Ф. Лесгафт (1886) считал, что образование – это необходимое условие подготовки человека к труду, и, будучи тесно связанным, с воспитанием, направлено на умственное, эстетическое и физическое развитие человека. Молодой возраст является продуктивным и в физической и в умственной деятельности, поэтому юноши, занимающиеся спортом, зачастую совмещают эти занятия с учебой в вузе. Влияние интенсивной физической деятельности на умственную работоспособность рассматривается с различных точек зрения: как отрицательного (М.А Холодная, 2002), так и положительного ее воздействия (Н.И. Чуприкова, 2007).
В физиологии известны механизмы адаптации организма к спортивным нагрузкам. В вузах обучаются спортсмены всех специализаций, каждый вид спорта оказывает специфическое влияние на психофизиологические функции. Так, в учебном и тренировочном процессе у спортсменов большое место занимают локальные физические нагрузки. Такие нагрузки имеют большой удельный вес и в образовательном процессе. Поэтому для физиологии представляет интерес понимание механизмов адаптации студентов-спортсменов, как к умственным, так и локальным физическим нагрузкам. Это понимание необходимо для рационального построения учебного процесса и сохранения оптимального уровня психофизиологических функций студентов.
Объект исследования - адаптивные реакции сердечно-сосудистой и центральной нервной системы на умственные и локальные физические нагрузки у студентов-спортсменов.
Предмет исследования – механизмы адаптации организма к умственным и физическим нагрузкам.
Гипотеза исследования основана на том, что у спортсменов в процессе тренировочной деятельности возникают механизмы адаптации, которые позволяют при любых нагрузках быстро мобилизовать функциональные ресурсы, что сопровождается высокой степенью напряжения центральных регуляторных механизмов.
Цель работы заключалась в изучении адаптационных реакций сердечно-сосудистой и центральной нервной системы на умственные и локальные физические нагрузки у спортсменов-пловцов высокой квалификации.
Задачи исследования:
1. Изучить особенности реакций сердечно-сосудистой и центральной нервной системы на умственные и локальные физические нагрузки у студентов 18-20 лет с различным уровнем двигательной активности.
2. Определить влияние высокой двигательной активности на нейродинамические и психоэмоциональные функции студентов.
3. Выявить особенности когнитивной деятельности у спортсменов пловцов, студентов вуза.
4. Изучить влияние релаксационных упражнений на характер адаптационных реакций студентов-спортсменов.
Научная новизна исследования. Выявлена высокая степень активности центральных механизмов регуляции сердца при умственных нагрузках и локальной мышечной деятельности;
впервые показано, что у спортсменов адаптация сердца к нагрузкам носит избыточный характер («феномен избыточной адаптации»), что связано с высокой способностью к мобилизации ресурсов сердечно-сосудистой и центральной нервной системы.
Выявлена высокая результативность выполнения тестов, связанных с когнитивными процессами, у спортсменов-пловцов, студентов вуза.
Определены особенности психофизиологических функций у спортсменов пловцов высокой квалификации.
Теоретическая и практическая значимость исследования.
Результаты работы дополняют теоретические разделы физиологии адаптации новыми данными о механизмах адаптации к умственным и к физическим нагрузкам у студентов-пловцов высокой квалификации.
Данные диссертационного исследования можно использовать педагогам при разработке учебных программ для спортсменов, обучающихся в вузе, а также тренерам при разработке тренировочных режимов, связанных с локальными мышечными нагрузками в плавании.
Положения, выносимые на защиту.
1. У спортсменов-студентов реакция сердечно-сосудистой системы к умственным и локальным физическим нагрузкам носит избыточный характер («увеличение диастолического АД на 10-20 мм рт.ст., ИН на 40- усл.ед., АМо на 10-15%), что связано с высокой способностью к мобилизации ресурсов за счет повышения напряжения центральных регуляторных механизмов.
2. Высокая результативность выполнения тестов, связанных с когнитивными процессами, свидетельствует, что спортсмены-пловцы, студенты вуза обладают достаточно высокими потенциальными возможностями когнитивных функций. При умственной нагрузке у студентов-спортсменов отмечается мобилизация функциональных резервов ЦНС: ускорение психомоторных реакций, улучшение внимания, снижение личностной и увеличение ситуационной тревожности, генерализация альфа ритма на ЭЭГ. Эти изменения сочетаются с повышением утомляемости в ЦНС по теппинг-тесту.
3. Занятия релаксационными упражнениями способствуют снижению функционального напряжения центральных регуляторных механизмов, т.е.
уменьшению «цены» адаптационных реакций к исследуемым нагрузкам.
Апробация работы и внедрение результатов исследования.
Материалы исследований представлены на XX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007), IV Сибирском физиологическом съезде (2008), II международной конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008), II международной научно-практической конференции «Коммуникационный процесс в вузе» (Челябинск, 2008) и ежегодных отчетных научных конференциях Южно-Уральского государственного университета.
Результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы кафедры информационной безопасности Южно-Уральского государственного университета и Государственного Унитарного предприятия Челябинской области «Бассейн «Строитель».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, практических рекомендаций, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 119 страницах машинописного текста, иллюстрирована 16 таблицами и 12 рисунками. Список использованной литературы включает 125 отечественных источника и 32 зарубежных изданий.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Организация и методы исследования Исследование выполнено на кафедрах медико-биологических основ физической культуры и спорта и информационной безопасности Южно Уральского государственного университета. В качестве испытуемых в обследованиях приняли участие 110 студентов-добровольцев в возрасте 18 20 (19,5±1,3) лет. Испытуемые составили 2 основные группы: 1 – студенты, не занимающиеся активно спортом (20 юношей, 20 девушек), 2 – спортсмены (25 юношей, 15 девушек) различной квалификации (от кандидатов в мастера спорта до мастеров спорта). Стаж занятий спортом колеблется от 8 до 10 лет.
Спортивная квалификация;
КМС – 78% и МС – 22%.
Обследована также группа спортсменов после года регулярных занятий по системе релаксационных психофизических упражнений (ПФР) Т.В. Поповой (2006).
Применяли комплекс методик исследований, включающий в себя:
кардиоинтервалографию с расчетом статистических показателей сердечного ритма;
измерение артериального давления (АД) по Короткову до и после локальной нагрузки на кистевом динамометре;
электроэнцефалографию;
компьютерное тестирование психомоторных качеств;
теппинг-тест (Е.П.
Ильин, 2001);
определение психоэмоциональной сферы по Спилбергеру и тесту САН;
определение особенностей мышления по Р. Амтхауэр (1953) и E.P. Torrance (1974).
Компьютерная элктроэнцефалография включала спектральный и корреляционный анализ ЭЭГ. Запись ЭЭГ осуществляли многоканально с чашечных электродов, соединенных с ушными электродами и локализованных строго в соответствии с системой 10–20.
Статистическая обработка данных проводилась по общепринятым методам математической статистики (Г.Ф. Лакин, 1990;
В.Я. Гельман, 2001) с расчетом средней арифметической вариационного ряда (Мср), средней ошибки среднего арифметического (m) и критерия t Стъюдента, при p 0,05.
Корреляционный и факторный анализ проводили по компьютерной программе SPS, использовали также программы «Statgraphics plus 3.0», «Statistica 6.0».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты исследований выявили отличия функций центральной нервной и сердечно-сосудистой систем у юношей и девушек с разной степенью физической тренированности. Так, у спортсменов показатели ЧСС и диастолического АД (АДд) в состоянии покоя были ниже, чем у студентов, не занимающихся спортом, (табл. 1). При локальной статической работе на кистевом динамометре отмечен рост показателей систолического (АДс) и диастолического АД у всех испытуемых, причем наиболее выраженной прессорная реакция оказалась у нетренированных юношей.
Таблица Изменение ЧСС и АД у студентов до и после умственной и локальной статической работы мышц Группы ЧСС ЧСС ЧСС АДс АДд АДс АДд АДс АДд уд/мин. уд/мин. уд/мин мм.рт.ст. мм.рт.ст. мм.рт.ст. мм.рт.ст мм.рт.ст. мм.ртст до после ум После ло до до после после ум после после ло ственной кальной умственной ственной локальной кальной деятельн деятельно деятельнос деятельн деятельно деятельно ости сти ти ости сти сти Юноши 65,2± 67,4± 82± 102 70 107 72± 129± 85± спортсме- 2,2 2,9 2,9* ±2,3 ±1,8 ±3,1 1,9 3,1* 1,9* ны Юноши 68,5± 70± 83± 103,7 70,6 108 73,7± 127± 78± нетрениро- 1,9 2,9 1,0* ±7,1 ±1,5 ±2,8 1,4 1,4* 1,4* ванные 1, Девушки 69,5± 75± 74± 99,4 70 109,3 76,8± 108± 74± cпортсме- 1,3 4,1 3,1 ±2,1 ±1,4 ±1,3* 1,7* 1,0* 1,3* ны Девушки 70,8± 80,6± 87± 109 73,5 116,5 78± 110± 74± нетрениро- 3,5 1,9* 1,9* ±3,9 ±1,9 ±2,2 3,2 3,8 1, ванные Примечание: * - достоверные различия с исходными показателями.
Реакция на локальную нагрузку носила аналогичный характер у всех испытуемых, но у спортсменов степень роста АДд при работе была выше.
Характерно, что после умственной работы показатели ЧСС у всех испытуемых увеличивались в меньшей степени, чем после локальных нагрузок, за исключением девушек-спортсменок (табл. 1).
Анализ показателей структуры сердечного ритма (СР) показал, что после локальной работы у всех испытуемых наблюдался 1 тип реакции «удовлетворительная адаптация», то есть усиление активности центрального контура регуляции сердца (табл.2). При этом степень увеличения ИН была выше у всех испытуемых-девушек. При локальной работе у 20 % юношей спортсменов выявлена реакция «напряжения адаптации», и у всех испытуемых, особенно у юношей, отмечалось выраженное увеличение показателей АМо и ИН.
У студентов-спортсменов индекс вегетативного равновесия снижается, особенно у юношей, а у незанимающихся спортом повышается.
Вегетативный показатель ритма у спортсменов был ниже, чем у нетренированных, при нагрузке отмечалось его увеличение в той или иной степени у всех испытуемых. Показатели адекватности процессов регуляции у спортсменов были несколько выше, чем у нетренированных, при работе у большинства обследованных выявлено их увеличение.
Показатель ИВР после умственной нагрузки достоверно увеличивался в группе нетренированных испытуемых (3 и 4 столбики, рис. 1) и у девушек занимающихся спортом (2 столбик), причем в группе у нетренированных испытуемых этот показатель был достоверно выше, чем у студентов занимающихся спортом. Показатель ВПР у нетренированных студентов в покое выше, чем у тренированных, а показатель ПАПР был больше в группе спортсменов. Характерно, что минимальные значения ИВР при нагрузке наблюдались у тренированных юношей. Показатель ПАПР при работе увеличивался у всех испытуемых, но наиболее высоким он был у занимающихся спортом. ВПР при нагрузке увеличивался в той или иной степени у всех испытуемых.
Характерно, что при обоих видах деятельности выявлено увеличение показателей амплитуды сейсмокардиограмм, что свидетельствует об участии инотропных механизмов сердца в ответах на изученные нагрузки.
По данным компьютерного тестирования после выполнения тестов на умственную работу у большинства испытуемых отмечалось ускорение сенсомоторных реакций, повышение помехоустойчивости и распределения внимания. Так, время выполнения теста на распределение внимания (таблица Шульте-Платонова) у спортсменов снизилось в 2 раза, а у нетренированных студентов на 20-40 % (табл. 3).
Усл. ед.
1 2 3 4 5 1, 3, 5 - показатели ИВР, ВПР, ПАПР -до;
2, 4, 6 - после нагрузки;
* достоверные различия с исходными показателями;
1-й столбик в группе юноши-спортсмены, 2-й - девушки;
3-й - юноши нетренированные, 4-й девушки.
Рис 1. Показатели активности центральных влияний на сердце после умственной работы После нагрузки показатели личностной тревожности снижались, а ситуационной – возрастали, особенно у нетренированных девушек. У последних выявлено также небольшое повышение личностной тревожности после нагрузки. Судя по изменению представленных показателей, у спортсменов резервы центральной нервной системы выше, чем у нетренирован ванных как при умственных, так и локальных физических нагрузках. При этом скорость восстановления регистрируемых показателей у спортсменов выше.
Высокая способность к мобилизации ресурсов, обеспечивает и высокую успеваемость у большего числа испытуемых-спортсменов, чем у нетренированных. Так, по нашим данным анализ успеваемости показал, что в группе юношей, не занимающихся спортом, 8 человек из 11 имели средний балл «удовлетворительно» (3,2±0,2), 7 – «хорошо» » (3,9±0,3), 2 – «отлично».
Таблица Изменение показателей сердечного ритма после локальной мышечной деятельности у студентов 18-20 лет Показатели Группы Мо Х АМо ИН ИВР ВПР ПАПР мс. мс. усл.ед. усл.ед. усл.ед. усл.ед.
% До работы Юноши- 0,80± 0,32± 28,12± 77,10± 99,40± 4,05± 49,50± спортсмены n=30 0,11 0,06 1,01 1,00 17,04** 1,01 0, Девушки- 0,90± 0,30± 29,80± 75,17± 95,51± 3,71± 41,44± спортсмены n=25 0,07 0,07 1,07 4,05 18,01 0,81 4, Юноши- 0,80± 0,30± 36,14± 86,50± 129,47± 4,40± 40,23± нетренированные 0,10 0,05 2,01** 9,05 8,03 1,82 2, n= Девушки 0,75± 0,22± 33,30± 82,44± 115,53± 4,80± 39,30± нетренированные 0,10 0,06 1,03** 3,05** 9,01** 1,02 4, n= После работы Мо` Х` АМо` ИН` ИВР` ВПР` ПАПР` Юноши- 0,75± 0,20± 50,20± 105,10± 75,11± 4,70± 54,10± спортсмены 0,02 0,01 1,11* 6,07* 29,02* 1,94 2, Девушки- 0,70± 0,30± 35,04± 83,15± 94,10± 4,40± 44,28± спортсмены 0,10 0,05 3,60 3,07* 21,09 1,08 8, Юноши 0,60± 0,20± 39,31± 115,27± 177,14± 5,30± 59,55± нетренированные 0,08* 0,05 3,22 9,11* 32,34* 1,60 7,02* Девушки 0,70± 0,20± 40,27± 92,23± 124,47± 4,60± 61,10±* нетренированные 0,02 0,08 1,51* 5,13* 16,21** 1,61 5, Примечание: * - достоверные различия с исходными показателями;
** - между спортсменами и нетренированными.
Таблица Показатели нейро-теста у студентов 18-20 лет до и после умственной деятельности Показатели тестов Группы ПЗМР РВ РР ЗМ ЗМ ТШП Ошибки сек. сек. сек. РВУСП РВУДП сек. (суммарно сек. сек. по тестам) до умственной деятельности Юноши- 374,04± 404,03± 4287,85± 465,12± 425,45± 2486,74± 1,40± спортсмены 10,20 11,20 12,40 13,30 11,00 30,03 0, Девушки- 315,47± 358,35± 483,12± 480,54± 376,15± 2071,09± 1,50± спортсмены 9,80 12,61 9,00 12,20 13,60 31,80 0, Юноши нетренированные n 296,07± 327,12± 476,17± 540,33± 486,07± 2600,08± 2,30± 12,30 13,02 15,40 19,80 19,50 34,20 0, Девушки 403,06± 375,17± 523,47± 617,31± 490,80± 2380,14± 1,70± нетренированные 15,20 14,20 22,02 20,40 15,40 40,50 0, После умственной деятельности Юноши- 294,10±* 402,30± 398250± 366,34±* 367,12±* 1911,24±* 1,80±* спортсмены 13,20 14,00 14,20 14,60 10,21 24,07 0, Девушки- 303,26± 354,28± 395,04±* 300,09±* 353,39± 1622,75±* 1,40±* спортсмены 14,21 12,87 15,22 18,50 16,20 20,80 0, Юноши 338,47± 348,60± 421,00±* 414,09±* 425,38±* 2128,40±* 2,20± нетренированные 13,20 13,00 18,20 19,60 17,50 26,07 0, Девушки 280,01±* 371,02± 427,41±* 435,25±* 410,54±* 1908,56±* 2,10± нетренированные 15,25 14,07 15,03 24,17 20,34 25,12 0, Примечание: показатели со штрихом – после умственной деятельности;
ПЗМ - простая зрительно-моторная реакция;
РВ - реакция выбора;
РР - реакция различения;
-ЗМРВУСП зрительно-моторная реакция выбора в условиях статической помехи;
ЗМРВУДП – зрительно-моторная реакция выбора в условиях динамической помехи;
ТШП -таблица Шульте-Платонова Среди юношей занимающихся спортом 5 человек имели среднюю оценку «отлично», 12 – «хорошо», 8 – «удовлетворительно». У девушек-спортсменов с отличной успеваемостью было 6 человека, с хорошей – 6, с удовлетворитель ной – 3.
Результаты теппинг-теста свидетельствуют, что, что наиболее высокая подвижность наблюдается в группах юношей, а утомляемость у нетренированных девушек. В среднем же исходные показатели у спортсме нов и нетренированных отличались незначительно. После умственной работы (табл. 4) показатели подвижности практически не изменились, а показатели утомляемости повысились у всех испытуемых. Эти результаты также свидетельствуют о повышении функционального напряжения в центральной нервной системе.
Результаты теста САН после умственной деятельности показали, что у студентов показатели самочувствия стали ниже, за исключением девушек, не занимающихся спортом, у которых показатели самочувствия не изменились.
Показатели активности у юношей-спортсменов не изменились, у девушек занимающихся спортом эти показатели увеличились. У нетренированных юношей показатели активности стали ниже, у нетренированных девушек показатели активности практически не изменились.
По результатам теста определения структуры интеллекта, показано, что, у всех испытуемых хорошая способность к обучению, за исключением нетренированных юношей, у них скорость переключения внимания была ниже.
У нетренированных юношей количество ошибок составило 7,6 ±1,5,средняя лабильность, у остальных же студентов эти показатели не превышали 3,0±0,3, высокая скорость переключения внимания.
По результатам теста Е.П. Торренса, видно, что у юношей и девушек спортсменов было составлено большее количество слов, слова были достаточно редкими и отличались разнообразием, у юношей и девушек не тренированных эти показатели были в два раза меньше и не отличались пластичностью и оригинальностью (рис.2).
Таблица Показатели теппинг - теста во время умственной деятельности Показатели Группы У I II III IV Юноши 63±2,1 64±1,0 63±1,1 61±1,9 2±0, спортсмены Девушки 60±2,9 58±1,6 57±2,6 56±1,2 4±0, спортсмены Юноши 60±1,4 61±3,3 61±1,7 59±1,9 4±0, нетренированные Девушки 58±1,5 55±1,4 59±1,7 55±0,7 6±0, нетренированные * достоверные отличия с исходными показателями Показатели теста Е.П.Торренса Количество слов за 1, минуты 1 2 3 1-юноши спортсмены 2 -девушки спортсмены 3 - юноши нетренированные 4-девушки нетренированные Рис. 2. Оценка развития творческого мышления по тесту Е. П. Торренса.
Таким образом, для студентов с высокой физической тренированностью характерны функциональные изменения центральной нервной и сердечно сосудистой систем, которые обеспечивают высокую эффективность как умст венной, так и локальной мышечной деятельности за счет способности к быстрой мобилизации резервов сердечно-сосудистой и центральной нервной систем. Результаты данного исследования свидетельствуют о центральной организации изученных видов активности, что определяет поиск средств повышения работоспособности и коррекции утомления у студентов с различным уровнем физической тренированности.
Анализ энцефалограмм показал, что для спортсменов, в отличие от нетренированных в фоновой записи с открытыми глазами свойственно наличие альфа-активности, характеризующейся значительным индексом ритма в передних отделах полушарий. У испытуемых же группы нетренированных альфа-активность прослеживается в основном лишь в затылочных областях;
у большей части испытуемых в фоновой записи с открытыми глазами она преобладает в отведениях левого полушария.
При выполнении локальной нагрузки средняя доминирующая частота альфа-активности составила в обеих группах от 8 до 10 Гц. Наибольший рост спектральной мощности волн альфа-диапазона отмечался в лобных отведениях в обеих группах и в центральных отведениях – у нетренированных, в центрально-затылочных – в группе спортсменов (рис. 3).
Биоэлектрическая активность мозга при выполнении тестовых когнитивных заданий также различалась у студентов-спортсменов и нетренированных. Так, при выполнении задания у большинства испытуемых в группах нетренированных альфа-активность практически не изменялась.
У большинства спортсменов в этой же пробе, напротив, наблюдался рост альфа-активности в лобно-центральных, височных и затылочных отведениях обоих полушарий с доминированием во фронтальных и затылочных отделах.
Рис. 3. Снижение мощности тета-ритма в лобно-центральных отведениях (F2 и С4) при локальной нагрузке.
Изменение мощности тета-ритма наблюдалось в отдельных случаях, при этом эффективность выполнения задания у них была невысокой.
Таким образом, можно отметить, что у спортсменов при умственной работе, по сравнению с нетренированными, отмечалось повышение альфа активности как в передних, так и в задних отделах полушарий, что свидетельствует о наличии синхронизации биоэлектрической активности этих отделов.
По результатам факторного анализа выявлены различия в роли физиологических составляющих функционального состояния у испытуемых разных групп.
У студентов-спортсменов выявлены следующие особенности. У юношей в I факторе значимый вклад определяется у показателей ИН и АДд покоя и АДд при локальной нагрузке;
во II факторе – ИН при умственной работе, в отличие от незанимающихся спортом, и АМо.
У девушек-спортсменок на первое место выходит фактор, определяемый вкладом ИН при нагрузках и АМо покоя (рис. 10), а II фактор определяют показатели ЧСС, ИН покоя и ЧСС локальной нагрузки;
очевидно, что хронотропная функция сердца у них во многом определяет функциональное состояние.
Общее количество корреляционных зависимостей между исследованными показателями у спортсменов больше, чем у нетренированных студентов. У юношей-спортсменов, в отличие от нетренированных, отмечается зависимость показателей ЧСС с личностной тревожностью (ЛТ), а показателей активности центральных влияний на сердце – с ситуационной тревожностью (СТ) и со статической выносливостью кисти (СВ). У девушек спортсменок выявлена зависимость индекса напряжения, а у нетренированных – амплитуды моды с показателем уровня личностной тревожности.
При умственной работе в корреляционной матрице преобладают показатели активности центральных регуляторных механизмов, а при локальной еще и показатели диастолического АД, свидетельствующие о тонусе периферических сосудов.
Анализ функционального состояния студентов 2-3 курса университета, занимающихся по системе релаксационной психорегуляции (Т.В. Попова, 2002), показал улучшение психофизиологических функций по сравнению с не занимающимися сверстниками. На электроэнцефалограммах у них отмечалось увеличение альфа-активности в большинстве отведений.
По данным компьютерного психофизиологического тестирования в группе ПФР в покое средние показатели времени простой зрительно моторной реакции (ПЗМР), реакции выбора (РВ), оценки внимания (ОВ), помехоустойчивости, простой аудио-моторной реакции (ПАМР) были ниже, а показатели теппинг-теста (ТТ) – выше, чем в контрольной группе.
У студентов, регулярно занимающихся ПФР, показатели структуры сер дечного ритма, в отличие от испытуемых контрольной группы, свидетельствовали о снижения активности симпатических, центральных влияний и увеличения парасимпатических влияний и автономного контура (табл. 5). Характерно, что в экспериментальной группе после окончания локальной нагрузки на кистевом динамометре показатели центральной активности стали ниже, чем до нагрузки, в то же время при нагрузке у них отмечалось обычное для локальной работы увеличение показателей АМо и ИН и снижение Х и Мо, т.е. реакция «удовлетворительной адаптации».
Таблица Показатели сердечного ритма при локальной работе мышц (М±м) Группы До оздоровления Мо Мо Х Х АМо АМо ИН ИН n= мс. мс. мс мс усл.ед усл.ед % % Юноши 0,80±0,01 0,64±0,01* 0,30±0,05 0,22±0,05 38,15±2,1 40,02±2,2 84,35±9,05 95,02±8,21* Девушки 0,75±0,01 0,65±0,01 0,27±0,06 0,20±0,08 3,50±1,20* 42,81±1,54 80,24±2,50 92,18±5,14* * * После курса оздоровления Юноши 0,90±0,02 0,81±0,07 0,34±0,01 0,30±0,05 27,01±0,72 43,51±3,54 65,50±5,74 75,45±0, * Девушки 0,70±0,07 0,60±0,01 0,30±0,07 0,30±0,07 27,01±0,07 30,24±0,72 68,12±2,12 77,13±2, * Примечание: * – указаны достоверные различия с исходными показателями;
при р0,05.
Показатели статической выносливости повысились достоверно у девушек, что свидетельствует о снижении общего утомления после оздоровительного курса.
В структуре сердечного ритма в межсессионный период после прохождения курса можно отметить ту или иную степень увеличения показателей Мо у всех студентов. Показатели АМо и ИН в покое были ниже, а при локальной нагрузке сохранялась выраженная реакция АМо у юношей, свидетельствующая об усилении центральных симпатических влияний на сердце.
Судя по показателям теппинг-теста, можно отметить, что у студентов после курса наблюдалось снижение утомляемости. Показатели личностной тревожности были ниже как у юношей, так и у девушек.
Таким образом, регулярные занятия релаксацией способствуют снижению уровня напряжения механизмов регуляции вегетативных функций и психоэмоционального напряжения у студентов-спортсменов. Релаксация может использоваться для коррекции психофизического состояния спортсменов в процессе их обучения в вузе. Однако воздействие психокоррекционных средств на функциональное состояние организма нуждается в дальнейшем всестороннем изучении.
ВЫВОДЫ 1. У студентов 18-20 лет адаптивные реакции на локальную мышечную деятельность характеризуются усилением симпатических влияний на сердце (увеличение АМо и ИН) и увеличением ЧСС (на 10– уд/мин), АД, в том числе – диастолического (на 10 – 20 мм рт.ст.).
2. Особенности реакций сердечно-сосудистой системы на локальную работу мышц у студентов-спортсменов, в отличие от нетренированных, заключаются в более выраженном росте диастолического АД, наличием реакции «адаптация напряжения» у 20 % испытуемых, выраженным увеличением ИН, особенно у девушек, что можно отнести к феномену «избыточной адаптации».
3. После выполнения умственной нагрузки наблюдалось увеличение показателей напряжения центральных регуляторных механизмов, особенно выраженное у нетренированных студентов. У всех испытуемых рост показателей ЧСС и АД после работы был меньшим, чем после локальной нагрузки. Показатель адекватности процессов регуляции у спортсменов при тестовых заданиях был выше, чем у нетренированных.
4. Выявлена высокая результативность выполнения тестов, связанных с мыслительными процессами, у спортсменов-пловцов, студентов вуза. При умственной нагрузке у студентов-спортсменов отмечается мобилизация функциональных резервов ЦНС: ускорение психомоторных реакций, улучшение внимания, снижение личностной и увеличение ситуационной тревожности, генерализация альфа-ритма на ЭЭГ. Эти изменения сочетаются с повышением утомляемости в ЦНС по теппинг-тесту.
5. Факторный анализ показал ведущую роль центральных механизмов адаптационных реакций у спортсменов. Общее количество корреляционных зависимостей между исследованными показателями у спортсменов больше, чем у нетренированных студентов. У юношей-спортсменов, в отличие от нетренированных, отмечается зависимость показателей ЧСС с личностной тревожностью, а показателей активности центральных влияний на сердце – с ситуационной тревожностью и со статической выносливостью кисти.
Выраженные межсистемные взаимодействия способствуют мобилизации ресурсов и высокой эффективности выполнения нагрузочных тестов.
6. Систематические занятия релаксацией приводят к снижению функционального напряжения сердечно-сосудистой и центральной нервной системы у студентов вуза, активно занимающихся спортом.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ:
А1 – систолический комплекс;
А2 – диастолический комплекс;
АД – артериальное давление, мм. рт. ст.;
АДд – диастолическое артериальное давление, мм. рт. ст.;
АДс – систолическое артериальное давление, мм. рт. ст.;
АМо – амплитуда моды кардиоинтервалов, %;
АТ – актуальная тревожность;
ВНС – вегетативная нервная система;
ВПР – вегетативный показатель ритма, усл. ед.;
ВСР – вариабельность сердечного ритма;
ЗГ – закрывание глаз;
ИВР – индекс вегетативного равновесия, усл. ед.;
ИН – индекс напряжения, усл. ед.;
КИГ – кардиоинтервалография;
м – средняя ошибка среднего арифметического;
Мо – мода, наиболее часто встречающиеся значения кардиоинтервалов, мс.;
ОГ – открывание глаз;
ПАПР – показатель адекватности процессов регуляции, усл. ед.;
CВК – статическая выносливость кисти;
СКГ – сейсмокардиограмма;
СР – сердечный ритм;
СТ – ситуационная (реактивная)тревожность.
Ут – утомляемость;
ФЗ – фоновая запись;
Х – вариационный размах сердечного ритма, разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов, мс;
ЦНС – центральная нервная система;
ЧСС – частота сердечных сокращений, уд. мин.;
ЭКГ – электрокардиография;
ЭЭГ – электроэнцефалограмма;
Список основных научных трудов, опубликованных по теме диссертации Публикации, рекомендованные ВАК РФ:
1. Зиннатуллина, И.Р. Электроэнцефалографические критерии формирования состояния релаксации у лиц 16-25 лет [Текст] / Попова Т.В., Корюкалов Ю.И., Зиннатуллина И.Р., Хайруллина И.Р. // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2004. – Т.90. – № 8. –. С.71-72.
2. Зиннатуллина, И.Р. Психофизиологические реакции студентов-пловцов высокой квалификации на умственную нагрузку [Текст] / Зиннатуллина И.Р., Попова Т.В.// Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Образование, здравоохранение, физкультура и спорт», 2009. – Вып. 15.– С.78-83.
Публикации в других изданиях:
3. Зиннатуллина, И.Р. Изменения ЭЭГ-параметров при состоянии релаксации с визуализацией у лиц 15-22 лет [Текст] / Попова Т.В., Корюкалов Ю.И., Зиннатуллина, И.Р. // Межотраслевой научно-практический вестник института ноосферного образования УрО РАН. – Челябинск. – 2004. – С.230-235.
4. Зиннатуллина, И.Р. Изменение ЭЭГ-ритмов при когнитивной деятельности [Текст]/ Корюкалов Ю.И., Попова Т.В., Зиннатуллина И.Р. // Тез. Докл. ХХ съезда физиологич общества им. И.П. Павлова. – М.:РАН. – 2007. – 281с.
5. Зиннатуллина, И.Р. Механизмы влияния психофизических упражнений на функциональное состояние студентов 18-20 лет [Текст] / Зиннатуллина И.Р. Доклады VI Сибирского физиологического съезда. –2008. – С.148- 6. Зиннатуллина, И.Р. Адаптация сердца к локальным нагрузкам у детей и юношей [Текст] / Коурова О.Г., Попова Т.В., Стадник О.С., Зиннатуллина И.Р.// Матер.П Междунар. Научно-практич. Конф. «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды». – Челябинск. –ЧГПУ. – 2008. – С.301-304.
Зиннатуллина, И.Р. Психофизиологические функции студентов-пловцов высокой 7.
квалификации [Текст] / Зиннатуллина И.Р.// Материалы II Международной заочной научно-практической конференции. «Коммуникационный процесс в вузе». – Челябинск.
ЧГУФК. – 2008. – С. 45- Подписано в печать 14.05.09. Формат 60х84 1/ Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд.л. 1,0 Тираж 100 экз.
Изготовлено в ООО «Издательство «РЕКПОЛ»