Динамика показателей вегетативного гомеостаза при когнитивной нагрузке у спортсменов-стрелков с разным типом регуляции ритма сердца

Автор: Корепанов Алексей Львович, Бобрик Юрий Валериевич, Кайсинова Агнесса Сардоевна, Пономарев Владимир Алексеевич

Журнал: Человек. Спорт. Медицина @hsm-susu

Статья в выпуске: 2 т.23, 2023 года.

Бесплатный доступ

Цель: изучить динамику показателей вариабельности сердечного ритма при проведении 10-дневного тренинга внимания у спортсменов-стрелков с разным типом регуляции ритма сердца. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 17 спортсменов-стрелков высокой квалификации. Исследуемые были разделены на 2 группы: I группа - спортсмены с преобладанием центрального и II группа - автономного контуров регуляции. Анализировались временные, частотные параметры вариабельности сердечного ритма и комплексные показатели при когнитивной нагрузке. Результаты. В результате длительной когнитивной нагрузки в группе I выявлены достоверные изменения 11 из 14 исследуемых показателей, в группе II наблюдалось достоверное изменение лишь одного параметра. В результате недлительной нагрузки в группе I достоверно изменились 9, в группе II - 8 показателей. Исследуемые I группы оказались более чувствительными к когнитивной нагрузке и продемонстрировали бо́льшие сдвиги вегетативного гомеостаза. Заключение. Установлены существенные различия динамики ВСР при когнитивной нагрузке. У исследуемых I группы произошли более выраженные изменения вегетативного баланса в сторону увеличения парасимпатического тонуса, чем у исследуемых II группы.

Еще

Вариабельность сердечного ритма, тип регуляции ритма сердца, когнитивная нагрузка

Короткий адрес: https://sciup.org/147240963

IDR: 147240963 | DOI: 10.14529/hsm230206

Текст научной статьи Динамика показателей вегетативного гомеостаза при когнитивной нагрузке у спортсменов-стрелков с разным типом регуляции ритма сердца

A.L. Korepanov1, ,

Yu.V. Bobrik2, ,

A.S. Kaisinova3,4, ,

V.A. Ponomarev2, ,

Введение. Для оценки функционального состояния организма спортсмена и его резервов адаптации используется методика анализа показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) [1, 9]. Результатом адаптации организма спортсмена к физическим нагрузкам являются специфические изменения вегетативного баланса в зависимости от его физической подготовленности и спортивной квалификации [5, 9]. Показана возможность применения методики ВСР для оценки уровня развития когнитивных функций [4, 10]. Выделены «маркеры» ВСР, коррелирующие с основными качествами внимания (концентрацией, распределением, устойчивостью) [8, 11]. В исследованиях Н.И. Шлык показана необходимость учета типа вегетативной регуляции сердечного ритма при оценке функционального состояния регулирующих систем организма спортсмена [9]. В доступной литературе отсутствуют исследования вегетативной регуляции ритма при когнитивных нагрузках у спортсменов-стрелков. Актуальным является поиск надежных маркеров функционального состояния спортсменов при применении тренингов когнитивных способностей.

Целью работы явилось изучение вариабельности сердечного ритма при когнитивной нагрузке (тренинге внимания) у спортсменов-стрелков высокой квалификации с разными типами регуляции сердечного ритма.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 17 спортсменов-стрелков высокой квалификации – мастера спорта и кандидаты в мастера спорта (пулевая стрельба). В зависимости от типа вегетативной регуляции ритма сердца исследуемые были разделены на 2 группы: I группа – спортсмены с преобладанием центрального контура регуляции (8 человек), II группа – спортсмены с преобладанием автономного контура регуляции (9 человек). В качестве длительной когнитив- ной нагрузки использовали апробированную методику 10-дневного тренинга внимания (длительность каждого занятия – 90 минут) [6]. В качестве недлительной когнитивной нагрузки рассматривали каждое тренинговое занятие. Регистрацию ЭКГ во II стандартном отведении и определение показателей ВСР проводили после 5 минут отдыха в течение 5 минут в положении лежа за день до начала 10-дневного тренинга и на следующий день после его окончания. Также ежедневно с 1-го по 10-й день тренинга проводили регистрацию ЭКГ до и после занятия. Исследование проведено посредством компьютерного многофункционального комплекса «Поли-Спектр» (фирма «Нейрософт», Россия). Определяли следующие показатели ВСР: Мо, АМо, SDNN, RMSSD, CV, ТР, HF, VL, VLF, LF/HF, SI, ВПР, ПАПР. Для оценки типа вегетативной регуляции ритма сердца использовались показатели SI и VLF [9]. С помощью пакета стандартных статистических программ Statistica for Windows 6.0 производилась обработка накопленной базы данных с определением среднего арифметического (М), стандартной ошибки (± m).

Результаты. Параметры ВСР у исследуемых групп до и после тренинга, а также до и после каждого занятия представлены в таблице.

Установлены достоверные (Р < 0,05) изменения показателей ВСР в результате 10дневного тренинга полноты внимания в обеих группах исследуемых. Так, в I группе произошло увеличение следующих показателей: SDNN, отражающее рост суммарного эффекта влияния на синусовый узел как симпатического, так и парасимпатического отделов ВНС [7]; RMSSD, коррелирующее с увеличением активности звена парасимпатической регуляции [3]; TP, соответствующее росту устойчивости к физическим нагрузкам [7]; VLF, отражающее увеличение активности подкорковых центров [2]; HF, коррелирующее с парасимпатической активностью и уровнем внимания спортсмена [8]. Произошло снижение следующих показателей: LF/HF, указывающее на рост парасимпатических влияний [9]; Amo, отражающее снижение вклада центральных механизмов в регуляцию ритма сердца [5]; SI, соответствующее увеличению парасимпатических влияний и росту резервов адаптации [2]; ИВР, подтверждающее смещение вегетатив- ного баланса в сторону парасимпатического звена ВНС [9]; ПАПР, указывающее на увеличение резерва адаптации спортсмена [2]; ВПР, соответствующее увеличению активности автономного контура регуляции [7]. Во II группе произошло достоверное (Р < 0,05) увеличение одного параметра – HF. Видно, что длительная когнитивная нагрузка оказала разное воздействие на вегетативную регуляцию спортсменов I и II групп: в группе I выявлены достоверные (Р < 0,05) изменения 11 из 14 исследуемых показателей, тогда как в группе II наблюдалось достоверное (Р < 0,05) изменение лишь одного показателя.

Установлены достоверные (Р < 0,05) изменения показателей ВСР после каждого тренингового занятия в обеих группах исследуемых. Так, в I группе произошло увеличение SDNN, RMSSD и TP. Снизились Amo, SI, ИВР, ПАПР и ВПР. Во II группе после занятия наблюдалось увеличение SDNN, RMSSD, TP и HF. Снизились SI, ИВР, ПАПР и ВПР. Видно, что недлительная когнитивная нагрузка оказала схожее влияние на ВСР регуляцию спортсменов I и II групп: в группе I выявлены достоверные (Р < 0,05) изменения 9 показателей, в группе II наблюдалось достоверное (Р < 0,05) изменение 8 показателей.

Изучение изменений показателей ВСР после 10-дневного тренинга в % по отношению к показателям до тренинга выявило существенные различия степени реагирования показателей ВСР на длительную когнитивную нагрузку у исследуемых I и II групп. Достоверно (Р < 0,05) различались между группами изменения следующих показателей: SDNN, RMSSD, HF, SI, ИВР, ПАПР и ВПР. Исследуемые I группы оказались более чувствительными к длительной когнитивной нагрузке и продемонстрировали большие сдвиги вегетативного гомеостаза, чем исследуемые II группы.

Изучение изменений показателей ВСР после каждого тренингового занятия в % по отношению к показателям перед занятием выявило различия степени реагирования показателей вегетативного гомеостаза на недлительную когнитивную нагрузку у исследуемых I и II групп. Достоверно (Р < 0,05) различались между группами изменения SDNN, CV и TP. Исследуемые I группы в результате недлительной когнитивной нагрузки продемонстрировали бо́ льшие сдвиги вегетативного гомеостаза.

Показатели ВСР у исследуемых групп (М ± m) HRV measurements in the studied groups (M ± m)

Показатели ВСР HRV parameter	До тренинга Before training		После тренинга After training		До занятия Before class		После занятия After class
Показатели ВСР HRV parameter	I группа Group I	II группа Group II	I группа Group I	II группа Group II	I группа Group I	II группа Group II	I группа Group I	II группа Group II
ЧСС, уд./мин	82,1 ±	67,5 ±	75,7 ±	62,3 ±	90,6 ±	82,8 ±	81,1 ^• ±	70,5 ±
Heart rate, bpm	3,8	3,6	3,4	3,7	4,1	4,3	3,7	4.1
SDNN, мс	36,5 ±	84,1 ±	53,2* ±	91,3 ±	34,6 ±	64,1 ±	46,7 ^• ±	79,0 ^•• ±
SDNN, ms	4,2	4,8	5,4	4,6	4,0	4,4	4,2	5,1
RMSSD, мс	25,6 ±	77,8 ±	49,3* ±	92,2 ±	23,0 ±	49,38 ±	37,3 ^• ±	77,2 ^•• ±
RMSSD, ms	4,1	4,8	4,4	9,2	3,9	5,2	4,3	6,4
CV, %	4,99 ±	9,4 ±	6,36 ±	9,87 ±	5,3 ±	8,76 ±	6,3 ±	9,18 ±
CV, %	0,6	0,9	0,5	1,2	0,4	0,7	0,4	0,6
TP, мс²	1313 ±	7305 ±	1998* ±	9734 ±	1314 ±	5242 ±	2306 ^• ±	6946 ^•• ±
TP, ms²	218	784	265	912	437	579	490	644
VLF, мс²	493 ±	1645 ±	905* ±	1071 ±	299 ±	2304 ±	518 ±	1516 ±
VLF, ms²	85	320	158	314	87	367	115	244
LF, мс²	476 ±	2631 ±	563 ±	3415 ±	628 ±	1309 ±	908 ±	2115 ±
LF, ms²	54	380	62	354	169	298	158	380
HF, мс²	345 ±	3028 ±	730* ±	5247** ±	386 ±	1628 ±	879 ±	3314 ^•• ±
HF, ms²	82	678	132	712	93	478	194	612
LF/HF, усл. ед.	1,83 ±	1,01 ±	0,55* ±	1,61 ±	2,0 ±	1,03 ±	1,6 ±	1,09 ±
LF/HF, conv. units	0,31	0.30	0,18	0,32	0,43	0,12	0,16	0,21
Mo, с	0,73 ±	0,90 ±	0,8 ±	0,89 ±	0,67 ±	0,70 ±	0,75 ±	0,83 ±
Mo, s	0,11	0,12	0,12	0,11	0,10	0,12	0,11	0,11
Amo, %	51,7 ±	29,0 ±	35,9* ±	27,6 ±	53,6 ±	36,1 ±	44,6 ^• ±	30,7 ±
Amo, %	6,8	3,2	4,5	4,0	4,3	3,6	3,1	3,7
SI, усл. ед.	227 ±	46,95 ±	96,9* ±	41,5 ±	315 ±	129 ±	181 ^• ±	61,6 ^•• ±
SI, conv. units	31	4,9	11,2	4,8	34	12	19	6,4
ИВР, усл. ед. Index of autonomic balance, conv. units	283 ± 34	72,9 ± 8,1	133* ± 14	69,0 ± 7,8	355 ± 43	145 ± 18	221 ^• ± 25	91,3 ^•• ± 9,9
ПАПР, усл. ед.	73,4 ±	34,0 ±	44,1* ±	31,5 ±	80,0 ±	52,4 ±	60,4 ^• ±	37,0 ^•• ±
RPAI, conv. units	8,5	3,9	5,7	4,8	9,2	6,3	7,2	4,4
ВПР, усл. ед. Autonomic index of HRV, conv. units	7,42 ± 2,21	2,77 ± 0,32	4,31* ± 0,5	2,74 ± 0,34	9,1 ± 1,23	5,46 ± 0,82	6,03 ^• ± 0,91	3,27 ^•• ± 0,61

Примечание. * – достоверность различий показателя у спортсменов I группы до и после тренинга (Р < 0,05); ** – достоверность различий показателя у спортсменов II группы до и после тренинга (Р < 0,05); ^• – достоверность различий показателя у спортсменов I группы в начале и конце тренингового занятия (Р < 0,05); ^•• – достоверность различий показателя у спортсменов II группы в начале и конце тренингового занятия (Р < 0,05).

Note. * – significance of differences in group I before and after the training (P < 0.05); ** – significance of differences in group II before and after the training (P < 0.05); ^• – significance of differences in group I at the beginning and end of the training session (P < 0.05); ^•• – significance of differences in group II at the beginning and end of the training session (P < 0.05).

Анализ степени изменений показателей ВСР I и II групп, исследуемых при обоих типах используемых когнитивных нагрузок – длительной и недлительной, – показал бо́ льшую выраженность вегетативных сдвигов у спортсменов I группы в сравнении со спортсменами II группы. Эти сдвиги были более выражены при длительной когнитивной нагрузке.

Заключение. Изучение ВСР при когнитивной нагрузке (тренинге внимания) у спортсменов-стрелков высокой квалификации показало существенные различия динамики ВСР спортсменов с разными типами регуляции сердечного ритма. У исследуемых с преобладанием центрального контура регуляции произошли более выраженные изменения вегетативного баланса в сторону увеличения

парасимпатического тонуса и увеличения роли автономного контура регуляции сердечного ритма, чем у исследуемых с преобладанием автономного контура регуляции. Это подтверждается результатами анализа динамики SDNN, RMSSD, TP, Amo, SI, TP, HF, ИВР, ПАПР и ВПР при проведении тренинга внимания. Установленное увеличение роли автономного контура регуляции ритма сердца и возрастание удельного веса пара-

симпатических влияний на сердечный ритм отражает процессы формирования оптимального баланса регуляторных систем и соответствует основному направлению спортивной подготовки – увеличению адаптационного потенциала спортсмена [2]. Полученные данные могут использоваться при разработке индивидуальных программ когнитивных тренингов спортсменов-стрелков высокой квалификации.

Список литературы Динамика показателей вегетативного гомеостаза при когнитивной нагрузке у спортсменов-стрелков с разным типом регуляции ритма сердца

Баевский, Р.М. Проблемы изучения вариабельности сердечного ритма в космической медицине / Р.М. Баевский, В.М. Баранов, Й. Танк // Вариабельность сердечного ритма: материалы IV Всерос. симпозиума. – Ижевск, 2008. – С. 24–27.
Гaвpилoвa, E.A. Спорт, стресс, вapиa6eльнocть: моногр. / Е.А.Гаврилова. – M.: Спорт, 2015. – 168 c.
Зарубин, Ф.Е. Вариабельность сердечного ритма: стандарты измерения, показатели, особенности метода / Ф.Е. Зарубин // Вестник аритмологии. – 1998. – Вып. 10. – С. 25–30.
Корепанов, А.Л. Динамика вариабельности сердечного ритма у студенток в ходе тренинга по визуальному мышлению / А.Л. Корепанов, И.Ю. Василенко, А.А. Шевченко // Журн. мед.- биол. исследований. – 2020. – Т. 8, № 2. – С. 204–208.
Макарова, Г.А. Спортивная медицина: нац. рук. / Г.А. Макарова, С.П. Миронов, Б.А. Поляев. – М.: Изд-во: ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 1184 с.
Методика тренинга полноты внимания для спортсменов высокого класса в пулевой и стендовой стрельбе: метод. рек. / С.М. Рябцев, А.Л. Корепанов, О.Н. Кажарская, Т.А. Жмурова. – Севастополь: СевГУ, 2021. – 88 с.
Михайлов, В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения / В.М. Михайлов. – Изд. второе, перераб. и доп. – Иваново, 2002. – 290 с.
Определение информативности электрофизиологических показателей для оценки военно- профессиональной адаптации курсантов военно-морского института / К.И. Павлов, А.В. Сырцев, В.Н. Мухин др. // Авиакосм. и экологич. медицина. – 2019. – Vol. 53 (3). – С. 57–66.
Шлык, Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. – Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. – 259 с.
Alderman, B.L. The relation of aerobic fitness to cognitive control and heart rate variability: a neurovisceral integration study / B.L. Alderman, R.L. Olson // Biological Psychology. – 2014. – Vol. 99. – Р. 26–33. DOI: 10.1016/j.biopsycho.2014.02.007
Mutual information between heart rate variability and respiration for emotion characterization / M.T. Valderas, J. Bolea, P. Laguna, R. Bailón, M. Vallverdú // Physiological measurement. – 2019. – Vol. 40, no. 8. – P. 084001. DOI: 10.1088/1361-6579/ab310a

Еще

Статья научная