Особенности функционального состояния кардиореспираторной системы и статокинетической устойчивости хоккеистов-любителей
На правах рукописи
ПЛЕТНЕВ АРТЕМ АЛЕКСАНДРОВИЧ ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ И СТАТОКИНЕТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ХОККЕИСТОВ-ЛЮБИТЕЛЕЙ 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Челябинск 2010 Диссертация выполнена в ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (г. Челябинск) Научный руководитель – кандидат биологических наук, доцент Потапова Татьяна Владимировна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент Колупаев Виталий Анатольевич доктор медицинских наук Сабирьянов Артур Раисович Ведущее учреждение – ГОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет имени К. Д. Ушинского»
Защита состоится «25» июня 2010 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, конференц-зал (ауд. 116).
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».
Автореферат разослан « » мая 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук П.А. Байгужин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Хоккей – один из популярных видов спорта, в котором достижение высоких спортивных результатов связано с дальнейшей интенсификацией как самой игры, так, соответственно, и учебно-тренировочного процесса. Многолетние тренировки и выступления в соревнованиях приводят к развитию адаптационных перестроек ведущих систем организма спортсменов в зависимости от вида спорта, направленности нагрузок, игрового амплуа и других факторов, учет которых необходим для достижения максимального спортивного результата при минимальной «цене» адаптации. В настоящее время используется большое количество педагогических тестов для оценки различных сторон подготовленности хоккеистов, но уровень тренированности не отражает в полной мере функциональное состояние и «цену адаптации» организма спортсмена к физическим нагрузкам (А.Г. Дембо, 1981, 1991;
Ф.З. Меерсон, 1981, 1984;
Ф.З. Меерсон с соавт., 1988;
Г.А. Макарова, 2002;
Б.А. Поляев, 2004 и др.). Тренированность – сложное, многофакторное явление, включающее физический, технический, психологический, функциональный компоненты (Н.Ж. Булгакова, 1986;
Н.А. Агаджанян с соавт., 1993;
С.Л. Сашенков, 1999;
Ф.Г. Ситдиков с соавт., 2004;
Р.А. Абзалов, 2005;
В.А. Колупаев, 2008).
Хоккей отличается от других игр высоким темпом движений, характер выполняемой динамической, скоростно-силовой работы является анаэробным. Как и все спортивные игры, хоккей предъявляет высокие требования к функциям анализаторов;
весьма значительны вегетативные сдвиги в процессе игры (В.В. Васильева, 1975;
Н.А. Фомин, 2003;
В.Н. Платонов, 1986, 2004;
Н.Д. Граевская с соавт., 2005). В обеспечении приспособления спортсменов к сложно-координационным нагрузкам центральной нервной системе отводится ведущее место, однако, имеются лишь отдельные публикации об использовании методов и средств компьютерной стабилографии для установления качественной и количественной связи между координирующими свойствами человека и расстройствами его нервной системы, а также сенсорных систем (В.С. Гурфинкель с соавт., 1965;
С.С. Слива с соавт., 1998, 2002, 2006;
В.Н. Болобан с соавт., 2000;
Е.А. Анисимов, 2002;
С.С. Слива, 2003;
М.П. Шестаков с соавт., 2004;
М.П. Шестаков, 2007).
В настоящее время в хоккее существуют как профессиональные, так и любительские лиги. Сочетание спортивных и учебных нагрузок спортсменов любителей (как правило – студентов вузов), регулярно выступающих в официальных соревнованиях, может приводить к развитию переутомления и перенапряжения, что требует своевременной коррекции учебно тренировочного процесса (А.Г. Дембо, 1989;
Е.В. Быков с соавт., 1998;
С.Л. Сашенков, 2000;
В.Н. Цыган с соавт., 2005;
И.Ф. Таминова с соавт., 2006;
Г.А. Гилев с соавт., 2007;
Б.А. Поляев с соавт., 2008). Известно, что дискоординация и десинхронизация физиологических процессов являются признаками дезадаптивных сдвигов функционального состояния (В.И. Медведев с соавт., 1984;
Н.Д. Дмитриева с соавт., 1995;
Г.Н. Светличная с соавт., 1997;
F. Raschke, 1986). В то же время, количество работ, связанных с изучением взаимосвязей функционального состояния кардиореспираторной системы, нейровегетативной регуляции ее деятельности и статокинетической устойчивости, в научной литературе единично.
Цель работы: выявить особенности функционального состояния кардиореспираторной системы и статокинетической устойчивости и их взаимосвязей как критериев адаптации хоккеистов-любителей к сложно координационным физическим нагрузкам преимущественно анаэробной направленности.
Задачи исследования:
1. Выявить особенности функционального состояния кардиореспираторной системы хоккеистов-любителей.
2. Определить активность различных уровней нейровегетативной регуляции центральной и периферической гемодинамики;
дать оценку статокинетической устойчивости хоккеистов-любителей.
3. Оценить динамику функционального состояния сердечно-сосудистой системы хоккеистов-любителей и установить его взаимосвязи с показателями статокинетической устойчивости на разных этапах тренировочно соревновательного цикла.
Научная новизна. Впервые определены особенности статокинетической устойчивости, нейровегетативной регуляции центральной и периферической гемодинамики и их взаимосвязи у хоккеистов-любителей на разных этапах тренировочно-соревновательного цикла. Выявлено, что адаптация системы внешнего дыхания к физическим нагрузкам хоккеистов любителей характеризуется преимущественным развитием объемных и объемно-скоростных параметров биомеханики дыхания на уровне крупных и средних бронхов, высоким уровнем производительности дыхательной системы.
Установлено, что преобладающим типом кровообращения является эукинетический с преобладанием значимости надсегментарного уровня регуляции центральной гемодинамики, определяющего наличие напряженного вегетативного баланса. Хоккеисты имеют высокие показатели коэффициента «качества функции равновесия», скоростных параметров статокинезиограммы, ортостатической устойчивости, уровень которых имеет прямые корреляционные взаимосвязи с активностью надсегментарных структур нейровегетативной регуляции центральной гемодинамики.
Выявлены разнонаправленные изменения функционального состояния ССС и статокинетической устойчивости хоккеистов-любителей при возрастании уровня физических нагрузок в динамике тренировочно-соревновательного цикла.
Теоретическая и практическая значимость исследования обусловлена тем, что получены новые сведения об особенностях долговременной адаптации кардиореспираторной и нервной системы хоккеистов-любителей к специфике применяемых физических нагрузок, об их взаимосвязях на разных этапах тренировочно-соревновательной деятельности. Результаты исследования дополняют существующие разделы физиологии спорта и спортивной медицины, что позволяет использовать их в коррекции учебно-тренировочного процесса, в спортивном отборе, в оценке эффективности восстановительных мероприятий.
Полученные результаты используются в работе детско-юношеских спортивных школ г.г. Челябинска и Тюмени;
во врачебно-физкультурных диспансерах г. Челябинска и г. Тюмени для оценки функционального состояния систем организма хоккеистов, при проведении для них восстановительных мероприятий;
в учебном процессе при преподавании курсов физиологии физического воспитания и спорта, спортивной медицины на кафедрах адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки, теории и методики физической культуры и спорта Южно Уральского государственного университета, управления физической культурой и спортом института физической культуры Тюменского государственного университета.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенности функционального состояния системы внешнего дыхания хоккеистов-любителей заключаются в повышении объемных и объемно-скоростных параметров преимущественно на уровне крупных и средних бронхов.
2. Оптимальным вариантом адаптации организма хоккеистов к нагрузкам является наличие эукинетического типа кровообращения, преобладание значимости надсегментарного уровня регуляции центральной гемодинамики (артериальное давление, ударный объем), повышение уровня статокинетической устойчивости.
3. Динамика функционального состояния организма хоккеистов в течение тренировочно-соревновательного цикла характеризуется разнонаправленными изменениями функционального состояния ССС и статокинетической устойчивости: возрастает напряжение механизмов регуляции центральной гемодинамики при улучшении стабилографических показателей.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях «Интеграция инновационных систем и технологий в процесс физического воспитания молодежи» (Ульяновск, 2008), «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта» (Челябинск, 2009, 2010), Челябинской областной научно практической конференции «Актуальные вопросы оздоровления, реабилитации и спортивной медицины» (2009), научных конференциях аспирантов ЮУрГУ, факультета физической культуры и спорта ЮУрГУ в 2006 – 2010 г.г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ (в том числе 2 в лицензированных ВАК изданиях).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 132 страницах печатного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (цитируется 237 источников литературы).
Работа иллюстрирована 32 таблицами и 15 рисунками.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Организация и методы исследования. Исследования проводились на базе научной лаборатории факультета физической культуры и спорта Южно Уральского государственного университета (2006–2009 г.г.).
В исследованиях принимали участие юноши-хоккеисты в возрасте 18 22 года, со стажем тренировок более 5 лет, имеющие первый спортивный разряд (основная группа, n=26), выступающие за хоккейную команду «Политехник», которая выступает в чемпионате России (вторая лига). Все спортсмены имеют допуск врача к тренировкам, систематически 2 раза в год проходят медицинский осмотр в объеме врачебно-контрольной карты физкультурника, форма №227. Физические нагрузки хоккеистов характеризуются как сложно-координационные, преимущественно анаэробной направленности. Группа контроля – студенты мужского пола I–V курсов ЮУрГУ аналогичного возраста, отнесенные к основной группе для занятий физической культурой, не занимающиеся в спортивных секциях (2-я группа, n=32). В обеих группах был проведен комплекс исследований, включавших оценку функционального состояния дыхательной и сердечно сосудистой системы, активности различных уровней нейровегетативной регуляции деятельности ССС в покое и при различных пробах (ортоклиностатическая, с физической нагрузкой), статокинетической устойчивости.
При исследовании вегетативной нервной системы определялись исходный вегетативный тонус и вегетативное обеспечение деятельности согласно рекомендациям А.М. Вейна (2000) и А.Д. Соловьевой с соавт.
(2000). Для оценки исходного вегетативного тонуса использованы показатели вегетативного индекса Кердо (ВИК) и индекса напряжения (ИН) по Р.М. Баевскому.
Исследование показателей гемодинамики проведено методом импедансной реографии (сертифицированная компьютерная система «Кентавр» фирмы «Микролюкс», г. Челябинск) в горизонтальном и вертикальном положении (проба активного ортостаза). Показатели деятельности сердца представлены величинами ударного объема (мл), частоты сердечных сокращений (уд/мин.), минутного объема кровообращения (л/мин.), сердечного индекса (л/мин/м2), Хитер-индекса (ед.), фракции выброса (%). О степени напряжения работы и кислородном запросе миокарда судили по величине «двойного произведения». Показатели периферической гемодинамики и сосудистого тонуса определялись по величине амплитуды реоволны сосудов пальца стопы (АРП, мОм), диастолической волны наполнения сердца (ДВНС, мОм), значениям артериального давления (мм рт. ст.).
Проведен спектральный анализ медленноволновых колебаний ритма сердца, артериального давления, ударного объема, фракции выброса, амплитуды реоволны сосудов пальца стопы в четырех диапазонах спектра:
ультранизкочастотном (УНЧ-колебания до 0,025 Гц);
очень низкочастотном (ОНЧ, 0,025–0,075 Гц);
низкочастотном (НЧ, 0,075–0,15 Гц);
высокочастотном (ВЧ, 0,15–0,5 Гц). Запись велась на протяжении кардиоциклов. Определялись в абсолютных единицах общая мощность и мощность колебаний в диапазонах спектра, а также процентный вклад каждой из четырех составляющих спектра;
рассчитывались индекс централизации (ОНЧ+НЧ/ВЧ) и индекс вагосимпатического взаимодействия (НЧ/ВЧ) согласно рекомендациям Р.М. Баевского с соавт. (2000).
Оценка статокинетической устойчивости проведена с помощью стабилоанализатора с биологической обратной связью «Стабилан-01» ЗАО «ОКБ «Ритм» (г. Таганрог). Характер движения тела в процессе поддержания вертикальной позы отражает векторный анализ статокинезиграммы. Для проведения его статокинезиметрический сигнал квантуется с частотой 40- Гц. В результате статокинезиграмма представляет последовательные векторы скорости, имеющие определенную направленность. Интегральным показателем векторного анализа является коэффициент изменения функции линейной скорости, отражающий закон распределения векторов. По нему рассчитывается коэффициент качества функции равновесия (КФР) в процентах. С помощью векторного анализа вычисляются линейная и угловая скорости перемещения тела, период и амплитуда их вариации, а также коэффициенты асимметрии. Исследование проведено в 3 этапа по 30 секунд.
Первые два этапа – это модернизированный тест Ромберга, адаптированный к методам компьютерной стабилографии;
дается оценка реакции человека на ограничение потока внешней информации при закрытых глазах. На третьем этапе испытуемому следует удерживать маркер, отображающий центр давления испытуемого, в мишени на экране монитора.
Изучение показателей системы внешнего дыхания проводилось с помощью аппарата «ЭТОН» (фирма «Нейрософт», г. Иваново) на базе персонального компьютера. Аппарат позволяет измерять основные спирометрические показатели дыхания (объемные характеристики, показатели форсированного вдоха и выдоха, кривой форсированного выдоха вдоха в координатах «поток-объем») и вычислять их должные значения. Для оценки функциональных возможностей системы внешнего дыхания была проведена проба с физической нагрузкой (5-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту) с повторным исследованием показателей.
Математическая обработка результатов исследования проводилась при помощи программного обеспечения Microsoft Excel 2003 и STATISTICA v.6 с использованием общепринятых методов вариационной статистики, корреляционного и факторного анализа [Г.Ф. Лакин, 1990]. Определение достоверности различий абсолютных показателей проводилось при помощи критерия Стьюдента (t), относительных показателей – по критерию Фишера (F). Различия считались статистически значимыми при р0,05.
Результаты собственных исследований и их обсуждение Величины объемных показателей системы внешнего дыхания в основной имели значения, значительно превышающие показатели группы контроля и соответствующие возрастно-половые нормы (В.А. Доскин с соавт., 1997). В частности, ЖЕЛ вдоха в основной группе (6,58±0,32 л) составляла 111,88±3,46% от должной величины, в контрольной группе – 4,40±0,37 л (р0,01) и 93,08±3,83% соответственно. Значения ЖЕЛ выдоха у хоккеистов также достоверно выше, чем у студентов группы контроля:
6,61±0,35 л (соотношение ЖЕЛ выд./ДЖЕЛ выд. равно 105,13±4,12%) против 4,43±0,38 л (р0,01) и 92,75±3,80% (р0,01). Существенные различия нами определены при сравнении величин резервного объема вдоха и выдоха (р0,01 и р0,05 соответственно). Среднегрупповые значения ЖЕЛ вдоха и выдоха в контрольной группе соответствовали условной норме – 90–85% от должных согласно Р.Ф. Клементу (А.А. Белов с соавт., 2002), а в основной были выше условной нормы. В основной группе выше нормы показатели ЖЕЛ были у всех обследованных нами лиц, в контрольной у 30% – выше среднего, у 55% – средний и у 15% он был ниже среднего.
У хоккеистов значительно выше значения жизненного индекса (ЖЕЛ/масса тела, 86,44±2,03 мл/кг) (р0,001), который соответствовал высокому уровню этого показателя (более 66 мл/кг по Г.Л. Апанасенко с соавт., 2000);
среднегрупповые значения в группе контроля (63,80±2, мл/кг) – уровень выше среднего. Индекс состояния дыхательной системы, интегрально характеризующий бронхиальную проходимость по результатам исследований на аппарате «ЭТОН» (С.А. Постнов, 2002), был в пределах условной нормы в основной (2,47±0,28 усл. ед.) и в контрольной группе (3,54±0,39 усл. ед.) (р0,05).
В таблице 1 отражены результаты изучения показателей форсированного выдоха и вдоха лиц основной и контрольной группы.
Таблица Показатели форсированного выдоха и вдоха лиц основной и контрольной группы (M±m) Показатель Основная гр. Контрольная гр. р ФЖЕЛ выдоха, л 6,80±0,55 4,77±0,51 0, ФЖЕЛ выдоха,% к должн. 116,92±3,90 96,03±3,76 0, ФЖЕЛ вдоха, л 6,33±0,46 4,28±0,40 0, ФЖЕЛ вдоха, % к должн. 111,41±3,67 95,15±3,82 0, ПОС вдоха, л/с 8,46±0,50 6,67±0,42 0, % к должн. 113,51±5,37 85,65±5,10 0, МОС50вд., л/с 7,93±0,58 6,16±0,51 0, % к должн. 96,62±3,91 87,03±3,70 0, Величины форсированной жизненной мкости легких на вдохе и выдохе выше у спортсменов-хоккеистов (р0,01), а их индивидуальные значения у большинства обследованных студентов мужского пола обеих групп укладывались в диапазон возрастно-половой нормы. Соответствовали норме индивидуальные значения относительных величин ОФВ1выд. у всех хоккеистов, и у 40% студентов группы контроля. Величина ПОСвд.
составила 113,5% должной величины в основной группе (у всех обследованных нами хоккеистов выше условной нормы) и 85% в контрольной группе (р0,001). В обеих группах относительные значения МОС50вд и МОС75вд были выше нормы (по Р. Клементу соответственно 77,2% и 81,6%).
У хоккеистов ЧСС (61,56±1,76 уд/мин) более чем на 15% ниже по сравнению с группой контроля (71,44±2,49 уд/мин, р0,01) и находится на нижней границе нормы, без характерной для спортсменов циклических видов спорта брадикардии (ЧСС ниже 60 уд/мин. была только у 5 человек).
Адаптационные перестройки центрального звена ССС характеризовались у хоккеистов также существенным повышением величины ударного объема (88,30±4,94 мл) по сравнению с группой контроля (70,27±4,09 мл, р0,01).
Большая часть хоккеистов (71,6%) имела эукинетический тип кровообращения (ТК) (2,75–3,5 л/мин/м2) по классификации А.Г. Дембо (1986) (рис. 1).
осн. гр.
% 20 контр.
гр.
ГТК ЭТК ГиперТК Рис. 1. Распределение обследованных лиц основной и контрольной групп по типам кровообращения (ГТК – гипокинетический тип кровообращения, ЭТК – эукинетический ТК, ГиперТК – гиперкинетический ТК) Достоверно значимых межгрупповых различий значений показателей фракции выброса и Хитер-индекса не было установлено. Среднегрупповые величины артериального давления (систолического и диастолического) в обеих группах соответствовали возрастным нормам и не отличались в группах сравнения. У хоккеистов отмечены более высокие величины периферического кровотока (показатель амплитуды реоволны сосудов пальца стопы – АРП) – 41,03±3,81 мОм против 24,96±3,38 мОм (р0,01) и величины венозного возврата (ДВНС), что определяло повышение систолического объема. В основной группе величины показателя двойного произведения (ДП) (73,15±1,80 усл. ед.) и индекса напряжения ИН (75,41±5,35 усл. ед.) были ниже, чем в группе сравнения (83,88±2,03 усл. ед., р0,001 и 91,22±6,26 усл.
ед., р0,05 соответственно).
При активной ортостатической пробе (АОП) увеличение ЧСС составило в основной группе около 36%, в контрольной – 37,3% (р0,01 в обеих группах по сравнению с фоновыми данными), снижение УО – 27% (р0,001) и 22,5% (р0,05) соответственно. Анализ индивидуальной динамики показателей позволил выявить проявления дезадаптивного реагирования на ортостатическую пробу у 3 хоккеистов (10,7% имели выраженную тахикардию с увеличением ЧСС более чем на 30%) и у 6 лиц группы контроля (20%). Изменения артериального давления характеризовались малозначимыми изменениями САД (в пределах ±5 мм рт.
ст.);
итоговые значения САД в группах сравнения не различались. Величина ДАД в результате более выраженного прироста этого показателя в контрольной группе была достоверно выше, чем в основной (р0,05). В обеих группах ИН и ДП при АОП увеличивались более чем в 1,5 раза (р0,001), при этом более высокие значения указанных показателей зарегистрированы у лиц контрольной группы, следовательно, у них выше степень напряжения деятельности ССС.
У хоккеистов ОМС была более чем на 20% больше, чем в группе контроля (р0,05) за счет более высокой мощности спектра в диапазонах УНЧ- и ВЧ-колебаний (р0,05) (табл. 2).
Таблица Показатели общей мощности спектра ритма сердца и ее распределение по диапазонам в положении лежа у лиц основной и контрольной группы (M±m) Основная группа Контрольная группа Показатель р ОМС, мс2 2779,82±158, 3368,40±181,22 0, УНЧ, мс2 478,25±37,61 339,03±24,37 0, ОНЧ, мс2 1013,76±79,08 920,17±72,14 0, НЧ, мс2 895,16±61, 1064,28±69,89 0, ВЧ, мс2 811,69±65,30 625,51±54,62 0, Указанные результаты отражают большую активность парасимпатического отдела автономной нервной системы и рассматриваются как положительный эффект долговременной адаптации к физическим нагрузкам.
Относительная мощность ВЧ-колебаний составляла в основной группе 24,1%, НЧ-колебаний – 31,6% (рис. 2).
1-я гр.
% 2-я гр.
УНЧ ОНЧ НЧ ВЧ Рис. 2. Процентное распределение общей мощности спектра ритма сердца у хоккеистов (1-я гр.) и студентов контрольной группы (2-я гр.) по диапазонам частот в положении лежа.
Индивидуальные особенности спектральных характеристик РС таковы:
показатели относительной мощности колебаний в ОНЧ-диапазоне выше 30% ОМС выявлены у 5 хоккеистов (19%) и у 34,4% лиц контрольной группы.
Переход в вертикальное положение в обеих группах привел к уменьшению общей мощности спектра по сравнению с исходным положением за счет выраженного снижения активности парасимпатического отдела АНС – мощности высокочастотных колебаний РС (р0,001). Увеличение мощности НЧ- и ОНЧ-колебаний составляло 20–25% – их итоговые значения превышали 37–40% величины ОМС в положении стоя.
Инотропная функция сердца определялась комплексом механизмов регуляции: гуморальных факторов, влиянием надсегментарных (ОНЧ колебания) и сегментарных структур (НЧ- и ВЧ-колебания) АНС. Для хоккеистов характерным является низкая активность парасимпатического отдела автономной нервной системы в регуляции УО (доля ВЧ-колебаний составила 5,1%). Также нами установлено, что у 65,4% хоккеистов и у 21,8% лиц группы контроля мощность ОНЧ-колебаний была выше по сравнению с мощностью НЧ-колебаний. Относительная мощность колебаний у хоккеистов в УНЧ-, ОНЧ- и НЧ-диапазонах спектра была на 30–50% больше, чем в группе контроля (р0,05–0,001). Вероятно, превалирование надсегментарного уровня регуляции инотропной функции в состоянии покоя является одной из особенностей долговременной адаптации хоккеистов к нагрузкам скоростно-силовой и сложно-координационной направленности.
При АОП выявлены разнонаправленная динамика ОМС: тенденция в основной группе определена к повышению за счет увеличения на 20% мощности НЧ-колебаний, в контрольной – тенденция к снижению за счет уменьшения мощности УНЧ- и ВЧ-колебаний (р0,001), происходившего при повышении мощности НЧ-модуляций более чем на 85% (р0,01). В итоге доля флюктуаций в НЧ-диапазоне составляла 42,5% в основной группе, в контрольной группе – 52,5% при двукратном падении значимости ВЧ колебаний (у хоккеистов изменения в этом диапазоне спектра несущественны). В контрольной группе относительная мощность ОНЧ колебаний снизилась более чем на 25% – до 23,92±1,46% (в положении лежа составляла 29,39±1,26%, р0,05), в то время как у спортсменов их доля сохранялась на уровне выше 40%. Таким образом, у хоккеистов выявлен широкий круг механизмов регуляции сократительной функции сердца при ортопробе: симпатический отдел ВНС (НЧ-колебания), гуморально метаболические и интракардиальные факторы (УНЧ- и ОНЧ-диапазоны).
Величина средне-динамического давления (СДД) определялась преимущественно гуморально-метаболическими факторами регуляции и влиянием симпатического отдела автономной нервной системы, при этом у хоккеистов установлено явное преобладание надсегментарных структур и гуморально-метаболических факторов (доминировали ОНЧ- и УНЧ колебания), у лиц группы контроля наиболее высока мощность ОНЧ- и НЧ колебаний – достоверно выше, чем в основной (р0,01). Более низкий уровень симпатикотонии в состоянии покоя по данным литературы считается положительным итогом адаптации к физическим нагрузкам (Ф.З. Меерсон с соавт., 1988;
Р.М. Баевский с соавт., 1997;
Н.А. Агаджанян с соавт., 2000 и др.). При АОП величина ОМС оставалась без изменений, при этом в основной группе было выявлено повышение активности симпатического отдела АНС и барорефлекторных механизмов, заключавшееся в повышении на 30% абсолютной мощности НЧ-колебаний (р0,05) (рис. 3).
В целом, значимость надсегментарного уровня регуляции СДД у хоккеистов составляла около 80%, а в контрольной – около 45%, где доминирующая роль принадлежала активности сегментарных структур (симпатический отдел) и барорефлекторных механизмов. Менее существенное увеличение выброса катехоламинов (активизации симпатического отдела АНС) в ответ на ортостаз у спортсменов-борцов, находящихся в хорошей спортивной форме, выявлено в исследовании А.П. Исаева с соавт. (1993), что по данным литературы может быть следствием снижения влияния ренин-ангиотензиновой системы на сосудистый тонус (Н.Б. Пиковская с соавт., 1990).
40 1-я гр.
% 2-я гр.
УНЧ ОНЧ НЧ ВЧ Рис. 3. Процентное распределение общей мощности спектра среднединамического давления по диапазонам частот у хоккеистов (1-я гр.) и студентов контрольной группы (2-я гр.) в положении стоя.
Величину АРП и его ОМС в обеих группах определяли гуморально метаболические факторы регуляции периферического кровотока, составлявшие в основной группе суммарно более 98% (в группе контроля – около 80%). При АОП наблюдалось не только снижение величины АРП, но и его вариабельности в обеих группах;
снижение общей мощности спектра АРП в основной группе носило характер тенденции и составило менее 15% (р0,05), в группе контроля – около 30% (р0,05) за счет существенного уменьшения мощности очень низкочастотных колебаний (р0,01).
Результаты изучения вегетативного статуса хоккеистов и адаптационных возможностей ССС, проведенного в начале сезона после периода отдыха, позволили констатировать состояние удовлетворительной адаптации – ИН по Р.М. Баевскому был менее 85 усл. ед. у всех обследованных лиц (среднегрупповая величина показателя составила 75,41±5,35 усл. ед.) (табл. 3).
В начале соревновательного периода (после недельного отдыха) изучаемые показатели повысились, что отражает отставленный эффект воздействия физических нагрузок, но к концу соревновательного периода установлено увеличение ИН и баллов вегетативных изменений (среднегрупповая величина более 17;
имели сумму более 15 баллов 30,7% лиц).
Таблица Показатели вегетативного гомеостаза хоккеистов в начале (1) и в конце (2) подготовительного периода (M±m) р Показатели (баллы) 1 Индекс напряжения лежа 92,68±8, 75,41±5,35 0, (баллы) стоя 138,83±10,95*** 121,20±7,06*** 0, Выраженность вегетатив- 11,67±1,07 15,25±1,30 0, ных изменений (баллы) Вегетивное достаточное 89,3% 55,4% обеспечение деятельности избыточное 10,7% 34,6% недостаточн. – 10% (%) Примечание: *** – различия достоверны по сравнению с исходными результатами в положении лежа при р0,001.
В конце соревновательного периода существенно повышались ИН (до 147,79±11,37 усл. ед., р0,001 по сравнению с исходным положением), отмечалось избыточное ВОД у 26,9% хоккеистов. В этой связи можно говорить о напряжении адаптационных процессов, связанных с кумуляцией утомления к концу сезону. Результаты исследования статокинетической устойчивости хоккеистов (тест «Допусковый контроль») в начале и в конце подготовительного периода (сентябрь, ноябрь) представлены в таблице 4.
Таблица Показатели стабилографического исследования хоккеистов в начале (1) и в конце (2) подготовительного периода (проба с открытыми глазами) и лиц контрольной группы (3) (M±m) Показатель р 1-2 р 1-3 р 2- 1 2 Коэффициент качества 79,86 87,68 74, функции равновесия ±4,27 ±3,93 ±3,89 0,05 0,05 0, (%) Нормиров. площадь 0,346 0,208 0, 0,05 0,05 0, векторограммы (мм2/с) ±0,04 ±0,03 ±0, Средняя 10,08 8,06 11, линейнаяскорость ±0,73 ±0,56 ±0,75 0,05 0,05 0, (мм/с) Скорость изменения 5,16 3,71 6, площади статокине- ±0,38 ±0,27 ±0,42 0,01 0,05 0, зиграммы (мм2/с) Полученные нами результаты свидетельствуют об улучшении СКУ хоккеистов к концу подготовительного периода. Так, более высокими были «скоростные» показатели стабилограммы при исходном тесте (с открытыми глазами) – средняя линейная скорость и скорость изменения статокинезиграммы, изменения последнего показателя достоверны – он увеличился с 3,71±0,27 кв. мм/с до 5,16±0,38 мм2/с (р0,01);
повысился на 10% интегральный показатель КФР в целом по группе (с 79,86±4,27% до 87,68±3,93%), а также у каждого из обследованных хоккеистов при проведении анализа индивидуальных изменений.
Различий между показателями стабилограммы лиц контрольной группы и хоккеистов в начале подготовительного периода не было, но они стали выраженными к концу подготовительного периода. Проведение пробы с закрытыми глазами привело к более существенным, чем при исходном тестировании, изменениям анализируемых показателей, в наибольшей мере это коснулось «скоростных» параметров: средней линейной скорости и скорости изменения площади статокинезиграммы – различия первого показателя были достоверны (р0,05), достоверность различий последнего показателя существенно возросла – до р0,001.
Третий тест – проба «мишень» (табл. 5).
Таблица Показатели стабилографического исследования хоккеистов в начале (1) и в конце (2) подготовительного периода (проба «Мишень») и лиц контрольной группы (3) (M±m) Показатель р 1-2 р 1-3 р 2- 1 2 Коэффициент качества 67,53 81,01 62, функции равновесия ±4,72 ±4,15 ±4,49 0,05 0,05 0, (%) Нормиров. площадь 0,49 0,25 0, 0,001 0,05 0, векторограммы (мм2/с) ±0,05 ±0,03 ±0, Средняя линейная 17,06 9,97 19, 0,001 0,05 0, скорость (мм/с) ±1,03 ±0,74 ±0, Скорость изменения 10,24 4,91 8, площади статокине- ±0,82 ±0,36 ±0,83 0,001 0,05 0, зиограммы (мм2/с) В динамике выполнения трех тестов снижение интегрального показателя КФР и других изученных нами показателей (по сравнению с тестом с открытыми глазами) в начале подготовительного периода было более значимым, чем в конце периода, а их итоговые различия (после проведения третьей пробы) достигали степени достоверных. Следовательно, к концу подготовительного периода у спортсменов возрастает уровень СКУ, в то время как функциональное состояние ССС и механизмов его нейровегетативной регуляции характеризовалось тенденцией к нарастанию напряжения адаптационных механизмов. Нам представляется, что такие разнонаправленные изменения функционального состояния различных систем организма хоккеистов отражают особенности их адаптации к специфике предъявляемых нагрузок (сочетание сложно-координационных и скоростно-силовых нагрузок) и являются проявлением «перекрестных эффектов» адаптации;
выявленное нами увеличение «централизации» управления ритмом сердца в сочетании с повышением СКУ можно рассматривать как формирование новой функциональной системы на уровне ЦНС.
Результаты оценки СКУ в соревновательном периоде показали, что уровень специальной подготовленности имеет тенденцию к повышению в начале игрового отрезка и снижается к концу сезона, превосходя, однако, исходные показатели.
По результатам факторного анализа первый фактор составили показатели, характеризующие особенности нейрогуморальной регуляции ССС и степень ортоустойчивости (показатели статокинезиграммы, нейровегетативной регуляции ЧСС и артериального давления в положении стоя), изменения которых в совокупности определяют тип реакции на АОП и характеризуют особенности вегетативного обеспечения деятельности (ВОД) ССС. Второй фактор – преимущественно показатели центральной (ударный объем) и периферической (АРП) гемодинамики и их нейровегетативной регуляции в положениях лежа и стоя. Менее значимо представлены показатели дыхательной системы, которые вошли в третий и четвертый факторы. Широкое представительство характерно для надсегментарного уровня регуляции, документируемого определением мощности ОНЧ колебаний: его роль в регуляции ЧСС лежа и СДД стоя – 1-й фактор;
УО стоя и АРП стоя – 2-й фактор;
ЧСС стоя и СДД лежа – 4-й фактор, что свидетельствует об интегративной роли надсегментарных структур АНС в обеспечении ортостатической устойчивости хоккеистов как одного из ключевых звеньев адаптации к специфике предъявляемых нагрузок.
ВЫВОДЫ 1. Адаптация кардиореспираторной системы хоккеистов-любителей к физическим нагрузкам характеризуется высоким уровнем развития объемных и объемно-скоростных показателей на уровне крупных и средних бронхов, производительности и экономичности деятельности дыхательной системы (минутный объем дыхания, частота дыхательных движений).
2. Модельными характеристиками сердечно-сосудистой системы и вегетативного гомеостаза хоккеистов-любителей являются эукинетический тип кровообращения, нормокардия, более высокие величины ударного объема и уровня периферического кровотока (показатели амплитуды реоволны сосудов пальца стопы, диастолическая волна наполнения сердца) по сравнению с нетренированными лицами, напряженный вегетативный баланс.
3. Особенностями нейровегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы хоккеистов-любителей к нагрузкам преимущественно анаэробной направленности в состоянии покоя является доминирование надсегментарного уровня регуляции инотропной функции сердца и артериального давления, централизация управления ритмом сердца и «переключение» активности уровней регуляции указанных показателей при активной ортостатической пробе (повышение тонуса симпатического отдела автономной нервной системы с возрастанием абсолютной и относительной мощности низкочастотных колебаний).
4. Хоккеисты-любители имеют более высокий уровень ортостатической устойчивости по сравнению с нетренированными лицами:
достаточное вегетативное обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы и менее значимые изменения активности уровней регуляции центральной гемодинамики при активной ортостатической пробе, более высокие показатели коэффициента «качества функции равновесия», скоростных параметров статокинезиграммы как в покое, так и при функциональных пробах (с закрытыми глазами, проба «мишень»).
5. Динамика функционального состояния организма хоккеистов в течение тренировочно-соревновательного цикла характеризуется разнонаправленными изменениями функционального состояния сердечно сосудистой системы и статокинетической устойчивости: возрастает напряжение механизмов регуляции центральной гемодинамики (повышается активность надсегментарного уровня регуляции ритма сердца с увеличением абсолютной и относительной мощности очень низкочастотных колебаний) при увеличении стабилографических показателей;
выявлены прямые корреляционные взаимосвязей между показателями «качества функции равновесия» и относительной мощности очень низкочастотных колебаний ударного объема и среднединамического артериального давления.
Список публикаций по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ Плетнев А.А. Особенности гемодинамики и вегетативного обеспечения 1.
ее деятельности у хоккеистов в соревновательном периоде / А.А. Плетнев, Е.В. Быков, Т.В. Потапова. – Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». – 2009. – Вып. 21. – №39. – С. 41– 44.
Плетнев А.А. Влияние озонотерапии на функциональное состояние 2.
хоккеистов в соревновательном периоде / А.А. Плетнев, Л.И. Михайлова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». – 2008. – Вып. 12. – №16. – С. 105–107.
Публикации в других изданиях Плетнев А.А. Особенности функционального состояния хоккеистов на 3.
различных этапах подготовки / А.А. Плетнев, Г.А. Шорин // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы физической культуры и спорта в условиях модернизации высшей школы». – Челябинск: ЧГПУ, 2007.
– С. 130–133.
Плетнев А.А. Оценка вестибулярной функции у хоккеистов / 4.
А.А. Плетнев, Г.А. Шорин // Материалы Всерос. науч. форума по восстановительной медицине, лечебной физкультуре, курортологии и спортивной медицине «РеаСпоМед–2008». – М., 2008. – С. 211.
Шорин Г.А. Комплексная оценка функционального состояния 5.
хоккеистов с помощью «Омега–М» / Г.А. Шорин, А.А. Плетнев // Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. «Физическая культура и здоровье студентов вузов». – СПб.: СПбГУП, 2008. – С. 182–183.
Плетнев А.А. Функциональное состояние студентов, занимающихся 6.
хоккеем / А.А. Плетнев // Журнал Рос. ассоциации по спортивной медицине и реабилитации больных и инвалидов. – 2008. – №2 (25). – С. 29–30.
Плетнев, А.А. Функциональное состояние студентов-хоккеистов и 7.
студентов общего курса физического воспитания ЮУрГУ / А.А. Плетнев, Г.А. Шорин // Интеграция инновационных систем и технологий в процесс физического воспитания молодежи: сб. матер. Всерос. науч.-практ. конф. – Ульяновск, 2008. – С. 290–294.
Быков Е.В. Спектральные характеристики показателей центральной 8.
гемодинамики хоккеистов в предсоревновательном периоде / Е.В. Быков, А.А. Плетнев // Актуальные вопросы восстановительного лечения, оздоровления, спортивной медицины: сборн. трудов науч.-практ. конф. – Челябинск: ЧелГМА, 2009. – С. 17–20.
Плетнев А.А. Состояние статокинетической устойчивости хоккеистов / 9.
А.А. Плетнев // Научный поиск: матер. первой науч. конф. аспирантов и докторантов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – С. 298–301.
10. Плетнев А.А. Стабилографическая оценка функционального состояния студентов-хоккеистов / А.А. Плетнев // Психолого-педагогические и медико биологические проблемы физической культуры и спорта: матер. Всерос.
науч.-практ. конф. – Челябинск, 2009. – С. 242–244.
11. Плетнев А.А. Объемные показатели системы внешнего дыхания хоккеистов-любителей / А.А. Плетнев // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта и туризма:
матер. II Всерос. науч.-практ. конф. – Челябинск, 2010. – С. 188–191.
12. Быков Е.В. Взаимосвязи показателей статокинетической устойчивости и нейровегетативной регуляции кардиореспираторной системы спортсменов игровиков / Е.В. Быков, Н.Г. Зинурова, А.А. Плетнев // Психолого педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта и туризма: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. – Челябинск, 2010.
– С. 134–138.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АНС – автономная нервная система АОП – активная ортостатическая проба АРП – амплитуда реоволны сосудов пальца стопы ВИК – вегетативный индекс Кердо ВОД – вегетативное обеспечение деятельности ВЧ – высокие частоты ДАД – диастолическое артериальное давление ДВНС – диастолическая волна наполнения сердца ДО – дыхательный объем ДП – двойное произведение ЖЕЛ – жизненная емкость легких КФР – качество функции равновесия МВЛ – максимальная вентиляция легких МОК – минутный объем кровообращения МОСвыд50 – максимальная объемная скорость в момент выдоха первых 50% объема ФЖЕЛ МОСвыд75 – максимальная объемная скорость в момент выдоха 75% объема ФЖЕЛ МОСвд50 – максимальная объемная скорость в момент вдоха 50% ФЖЕЛ НЧ – низкие частоты ОНЧ – очень низкие частоты ОФВ1 – объем форсированного выдоха за первую секунду ПОСвд – пиковая объемная скорость вдоха ПОСвыд – пиковая объемная скорость РО вд. – резервный объем вдоха РО выд. – резервный объем выдоха САД – систолическое артериальное давление СИ – сердечный индекс ССС – сердечно-сосудистая система ТК тип кровообращения УНЧ – ультра низкие частоты ФВ – фракция выброса ФЖЕЛвд – форсированная жизненная емкость легких на вдохе ХИ – Хитер-индекс ЧСС – частота сердечных сокращений Подписано в печать 21.05.2010.
Формат 60х90/16. Объем 1,0 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз. Заказ № Бумага офсетная Отпечатано на ризографе в типографии ГОУ ВПО ЧГПУ 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина,