Бинокулярная синхронная пупиллометрия в мониторинге функционального состояния спортсменов высокой квалификации

вопрос поиска объективных критериев оценки функционального состояния высококвалифицированных спортсменов на различных этапах тренировочной и соревновательной деятельности. В этом плане важна разработка методов, позволяющих в короткие сроки проводить мониторинг текущего психосоматического и функционального состояния спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта.

Одним из таких методов, позволяющих диагностировать и выдавать оценку психосоматическому состоянию здоровья высококвалифицированных спортсменов, является бинокулярная синхронная пу-пиллометрия.

Предпосылкой этому послужили многочисленные исследования (более 3,5 тыс.), проведенные нами на контингенте употребляющих психоактивные вещества. Полученные результаты показали, что с помощью пупиллометрии определяется не только функциональное состояние организма, но и параметры ЦНС и парасимпатико-симпатического баланса [4, 5, 9].

В программу исследования входило несколько задач:

• 1.    Изучить реакцию зрачков на световой раздражитель у высокотренированных спортсменов различных видов спорта.

• 2.    Провести анализ изменений зрачкового рефлекса до и после высокой нагрузки у элитных спортсменов.

• 3.    Выявить у исследуемых топографию нарушений реакции зрачков на световой раздражитель с признаками истощения физического и психического качества здоровья.

Методы исследования. В 20022011 г. на базе НИИ КГУФКСТ проводилась комплексная компьютерная диагностика психосоматического и психоэмоционального состояния высококвалифицированных спор- тсменов, членов сборных команд края и Российской Федерации.

В число обследованных спортсменов входили: 10 легкоатлетов (6 кмс, 4 мс), 20 борцов классического стиля (17 мс, 3 мсмк), 16 борцов тхэквандо (9 кмс, 6 мс, 1 мсмк), 7 велосипедистов (4 кмс, 3 мс), 14 акробатов (4 кмс, 10 мс), 4 гребца (2 кмс, 2 мс), 12 волейболистов (8 кмс, 4 мс). Всего кандидатов в мастера спорта – 25, мастеров спорта – 42, мастеров спорта международного класса – 4. Возраст спортсменов 14-25 лет. Обследуемые спортсмены были разделены на 3 группы:

• 1    группа – игровые виды спорта (волейбол);

• 2    группа – виды спорта на выносливость (легкая атлетика, велосипедный спорт, гребля);

• 3    группа – скоростно-силовые виды спорта (борьба, акробатика).

Для определения психосоматического и психоэмоционального состояния спортсменов использовался метод пупиллометрии. Фирмой Iritech Inc. (Южная Корея) и ее московским представительством разработан оригинальный аппаратно-программный компьютерный комплекс «Reflexometer-2010» (RM-2010) для бино- кулярной синхронной видеорегистрации и обработки пупилломоторных реакций человека в режиме реального времени [3, 4]. RM-2010 позволяет анализировать такие особенности вегетативной нервной системы, как скорость и амплитуда ответа на раздражитель, тип реагирования, время и степень восстановления до и после физических, эмоциональных, соматических и фармакологических нагрузок.

В аппаратном комплексе для регистрации зрачкового рефлекса блок осветителя, блок видоискателя и проекционный блок оптически и механически связаны между собой.

Способ регистрации зрачковой реакции включает подачу стимула в виде световой вспышки, регистрацию отраженного светового потока, запись пупиллограммы с последующей ее обработкой.

Измерение размеров зрачка производится в цифровой форме в каждом кадре телевизионного изображения, при этом регистрируется для каждого обследуемого начальная совокупность пупиллограмм, по которой формируются его индивидуальные нормативы пупиллометрии.

RM-2010 прост в обращении, надежен в эксплуатации и может применяться как для экспресс-диагностики, так и для наблюдения за состоянием спортсменов в динамике.

Пупиллометрия проводилась у каждого спортсмена до и через 3 мин после физической нагрузки. В течение каждого пупиллометрического обследования регистрировались три последовательные зрачковые реакции на стандартный световой стимул. Продолжительность каждой регистрации – 2,5 с, интервал между измерениями – 60 с, продолжительность светового стимула – 30 мс.

Индивидуальные результаты пупиллометрическо-го исследования, учитывая возраст и пол, представляются компьютером в виде графиков, статистических данных, таблиц и текстового заключения с автоматическим анализом более 25 параметров пупиллограмм [5, 12].

В программу заложены усредненные значения параметров зрачкового рефлекса и их отклонения в % от среднестатистической возрастной нормы для данного обследуемого [2].

Данные, представленные в таблицах 1, 2, обработаны с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение. Пу-пиллометрии спортсменов трех групп показали, что у 50,5% спортсменов отмечалась стабильность пупилло-метрических параметров. Все параметры (стартовые возможности, амплитуда ответа на световой стимул, симпато-парасимпатический баланс, степень восстановления после светового стимула, вектор скорости) соответствовали возрастной норме (рис. 1).

Как видно из рисунка 1, у спортсменов критерии активности парасимпатических и симпатических фаз автономной нервной системы были сбалансированы. Латентное время сокращения и расслабления глазодвигательных мышц находилось в прямопропорциональной зависимости.

Согласно данным таблицы 1, у атлетов всех спортивных специализаций стартовые возможности вегетативной нервной системы достаточно высоки и стабильны. Амплитуда ответа на световой стимул на 22% (Р=0,001)

Таблица 1

Группы спортивных специализаций	Колич. обслед.	Стартовый индекс	Амплитуда ответа	Вектор скорости	Степень восстановления	Индекс восстановления
Игровые	12	85 + 1,3	66 + 3,2	85 + 0,4*	75 + 2,8*	75 + 0,3*
Выносливость	21	85 + 1,8	52 + 1,6*	75 + 1,1	62 + 1,7	75 + 0,7
Скоростносиловые	50	85 + 1,2	66 + 2,5	75 + 0,9	50 + 2,1*	55 + 0,6*

Примечание: значок «*» означает Р=0,001.

Таблица 2

Показатели состояния зрачковой реакции после нагрузки у высокотренированных спортсменов (у. е. + м)

Группы спортивных специализаций	Колич. обслед.	Стартовый индекс	Амплитуда ответа	Вектор скорости	Степень восстановления	Индекс восстановления
Игровая	12	82 + 2,5	65 + 2,8*	84 + 0,7*	75 + 1,3*	74 + 0,8*
Выносливость	21	86 + 2,1	51 + 2,1	75 + 2,2	62 + 2,0	74 + 1,3
Скоростносиловая	50	83 + 2,2	64 + 1,8*	75 + 1,6	50 + 1,6*	54 + 1,2*

Примечание: значок «*» означает Р=0,001.

снижена в группе видов на выносливость, что связано с необходимостью экономизации энергетических расходов в течение более длительного периода. Вектор скорости был выше на 13% (Р=0,001) у спортсменов из группы игровых видов спорта, что отражает их ориентированность на принятие быстрых и нестандартных решений. Степень и индекс восстановления также наиболее высоки у спортсменов–игровиков и у представителей группы видов спорта на выносливость (Р=0,001).

У спортсменов скоростно-силовых видов спорта эти показатели на 25 и 20% (Р=0,001) соответственно ниже, поскольку данные виды предполагают максимальные нервно-мышечные затраты за короткие промежутки времени при относительно медленном восстановлении энергетических затрат.

Показатели зрачковой реакции до и после физической нагрузки у высокотренированных спортсменов колебались в пределах средней арифметической ошибки, что говорит о стабильности психосоматического состояния здоровья и хорошей вегетативной регуляции (табл. 2).

Психосоматическое состояние атлетов при измененном зрачковом рефлексе и нарушениях в различных звеньях пупиллограммы наглядно иллюстрируется на рисунке 2.

У 49,5% спортсменов исследуемых групп обнаружены изменения зрачкового рефлекса. Из них 23,6% имели замедление процесса восстановления в симпатической фазе, уменьшение амплитуды ответа и стартового индекса, что говорит о снижении резервов вегетативной нервной системы.

У 12,5% спортсменов отмечены: умеренная нестабильность зрачкового рефлекса, значительное снижение резервов вегетативной нервной системы, низкие стартовые возможности, плохое восстановление базальных показателей, истощение энергетических и метаболических резервов, гиперактивность, состояние стресса.

Количественная характеристика пупиллограмм в каждом конкретном случае позволяла выделить топографию поражений и оценить степень и характер патологии.

У высококвалифицированных спортсменов наблюдалось как одно-, так и двустороннее изменение диаметра зрачков. Миоз оказался более характерен для представителей игровых видов спорта. Значительный двусторонний миоз отмечался у 38,9% атлетов. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, в 28,5% случаев имелось миотическое состояние зрачков. Остальные представители видов спорта на выносливость имели индивидуальный среднестатистический размер зрачков [2].

У спортсменов скоростно-силовых видов, наоборот, в 60 % случаев (особенно у тхэквондистов) наблюдалось мидриатическое состояние зрачков. У них диаметр зрачков превышал среднестатистическую норму на 41-104%. Мидриатический эффект у спортсменов этой группы можно отнести к спастическому варианту, который связан с активацией адренергической медиации.

При этом у 15% представителей всех групп латентное сокращение и расслабление зрачков меньше среднестатистических данных на 36-50% соответственно. Амплитуда сокращения зрачков снижена на 25%, продолжительность зрачковой реакции между серединой постоянной скорости симпатической и парасимпатической фаз – на 96%, период восстановления на – 68%, стартовые возможности на – 25%. Соотношение активности симпатической и парасимпатической фаз варьировало, составляя 55-67% от возрастной нормы.

Вегетативная дисфункция свидетельствовала об отсутствии синхронности в работе органов и систем. У спортсменов отмечались раздражительность, нарушение сна, снижение работоспособности, изменение со стороны желудочно-кишечного тракта, сердечнососудистой, иммунной систем и ЦНС. По-видимому, физическая нагрузка для этих спортсменов была чрезмерной, вызывая значительный энергодефицит, физический и биологический стресс.

У 13,5% исследуемых спортсменов имелась выраженная нестабильность пупиллометрических показателей с торпидной реакцией и резким снижением стартового индекса, амплитуды ответа на световой раздражитель. У них констатированы существенное истощение и состояние стресса (рис. 3). Топическая диагностика пупиллограмм этих спортсменов иллюстрировала прогностически неблагоприятные показатели зрачкового рефлекса. Исходный диаметр зрачков зависел от степени истощения функционального состояния. У 10% спортсменов он был меньше (на 45-145%) или больше (на 15-20%) возрастной нормы. Латентное сокращение и расслабление зрачков значительно удлинялось и составляло 35-194% от нормы. Амплитуда сокращения мышц и длительность сжатия зрачков соответственно уменьшалась от 45,8 и 50,0 до -137,5 и -165%. Чувствительность к воздействию светового раздражителя и уровень сокращения зрачков также были меньше индивидуальной возрастной нормы от 30,0 до 167%. Соотношение критериев активности симпатической и парасимпатической фаз у части высококвалифицированных атлетов этой подгруппы было снижено на 67-154%, а у других спортсменов повышено в несколько раз, что свидетельствовало об истощении парасимпатической или симпатической ветвей нервной системы [6]. Время зрачкового рефлекса на середине фазы постоянной скорости прохождения импульса через веточки симпатического и парасимпатического нервов значительно удлинялось от 82 до 197%.

Вышеперечисленная симптоматика иллюстрировала прогностически неблагоприятное психосоматическое и эмоциональное состояние здоровья спортсменов. Наблюдался интервегетативный «ступор», резко истощались адренергетические и холинергетические структуры. У части этих спортсменов (4,7%) имелись признаки воздействия экзогенных токсических веществ.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что у спортсменов высокой квалификации имеется специфика качественных и количественных параметров зрачкового рефлекса, позволяющая диагностировать наличие патологических сдвигов не только в деятельности вегетативной нервной системы, но и головного мозга в целом.

Проведенные исследования расширяют сферу применения пупиллометрии в оценке состояния ЦНС и всего организма не только при мониторинге текущего состояния, но и позволяют оценивать применяемые реабилитационные мероприятия.

Выводы

• 1.    У высококвалифицированных спортсменов, находящихся в хорошей спортивной форме, зрачковый рефлекс соответствует среднестатистическим нормам здорового человека.

• 2.    У высококвалифицированных спортсменов с нарушением психоэмоционального и соматического качества здоровья констатировано значительное изменение зрачкового рефлекса. Отмечено резкое снижение амплитуды сокращения зрачков, торпидный тип ответа на световой импульс, что является прогностически неблагоприятным фактором и свидетельствует об истощении ЦНС и автономной нервной системы.

• 3.    Почти четверть обследованных (24,0%) высококвалифицированных спортсменов нуждается в проведении лечебных мероприятий в связи с выявленной у них выраженной симптоматикой нарушения адаптации.

• 4.    Пупиллометрия с использованием аппаратного комплекса RM–2010 является информативным методом определения уровня тренированности и психосоматического состояния спортсменов.