Гендерные особенности долговременной гемодинамической адаптации спортсменов циклических видов спорта (на примере лыжных гонок)

Введение. Спортсмены циклических видов спорта отличаются высоким уровнем как общей, так и специальной выносливости. Общая выносливость, значимость которой возрастает с увеличением времени преодоления соревновательной дистанции, обеспечивается физиологической адаптацией камер сердца, что в результате проявляется снижением частоты сердечных сокращения (ЧСС, уд./мин) у спортсменов в состоянии относительного покоя [4, 6, 7].

Долговременная гемодинамическая адаптация спортсменов в циклических видах спорта – это постепенное формирование физиологических изменений в соподчиненных системах организма (кардиореспираторной, системах кровообращения и нейрогумораль-ной регуляции) в онтогенезе спортсменов в результате длительной и многократной мобилизации функциональной системы в целесообразной тренировочной и соревновательной деятельности с преобладанием аэробных нагрузок.

Лыжные гонки – один из самых требовательных к высокому уровню выносливости видов спорта, предполагающий физиологически предельную по интенсивности физическую нагрузку на дистанциях разной длины с комбинированием работы верхней и нижней части тела на рельефной местности, в холодных погодных условиях и нередко на умеренной высоте [6, 8]. Физиологическая экстремальность лыжных гонок предопределила возможность рассмотрения адаптационных изменений гемодинамики у спортсменов циклических видов спорта на примере лыжников-гонщиков.

Известно, что одним из путей повышения спортивных результатов в видах спорта с вы- сокими требованиями к выносливости является расширение функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы [1–3], основной формой которого является физиологическая гипертрофия сердца и, соответственно, увеличение ударного объема крови [3, 4, 7]. Способность увеличенных камер сердца к наполнению и сокращению обеспечивает высокую скорость постоянного окислительного метаболизма. Механизмы пластичности сердца в онтогенезе остаются неясными, но, вероятно, могут быть связаны с генетическими факторами, а также с длительностью, направленностью, интенсивностью тренировок, полом спортсменов и возрастом начала спортивных тренировок.

Если адаптация к нагрузкам циклического характера достаточно полно изучена, то гендерные отличия гемодинамических изменений спортсменов в онтогенезе остаются за пределами внимания ученых.

Цель – изучить гендерные особенности долговременной гемодинамической адаптации успешных лыжников-гонщиков.

Материалы и методы. Исследование было проведено на базе лаборатории «Функциональных тестирований и комплексного контроля в спорте» Института физической культуры, спорта и молодежной политики ФГАОУ ВО УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (Екатеринбург) в период 2014–2024 гг. и Инновационного центра Олимпийского комитета России (Москва) в 2024 г. Для выявления возрастных закономерностей формирования адаптационных гемодинамических изменений спортсменов женского и мужского пола, занимающихся лыжными гонками, использовали антропометрию, гемодинамический мониторинг в активной ортоста- тической пробе с последующей статистической обработкой данных. В выборку успешных лыжников-гонщиков женского (n = 122) и мужского (n = 161) полов вошли: в детском и подростковом возрасте (9–15 лет) – участники заключительных этапов всероссийских соревнований, призеры региональных и всероссийских соревнований по лыжным гонкам; в возрасте 18 лет и 20 лет - представители региональных сборных, кандидаты в списочный состав национальной сборной по лыжным гонкам.

С целью оценки возрастных особенностей гемодинамической адаптации были сформированы 5 возрастных групп из числа участников исследования: 9–10 лет – юные спортсмены этапа начальной подготовки (17 юношей и 12 девушек); 12 лет – начало тренировочного этапа (19 юношей и 15 девушек); 15 лет – лыжники-гонщики (55 юношей и 37 девушек) на этапе углубленной спортивной специализации; 18 лет – возраст старших юношей и девушек в лыжных гонках (34 юноши и 30 девушек), по спортивной квалификации – кандидаты в мастера спорта, 20 лет – высококвалифицированные успешные спортсмены (36 юношей и 33 девушки), абсолютное большинство которых – мастера спорта.

На момент проведения исследования каждый спортсмен был допущен к соревновательной и тренировочной деятельности по результатам ежегодного углубленного медицинского обследования в соответствии с Приказом Минздрава РФ 1144н от 03.12.2020 г. Все исследуемые лица были проинформированы о целях и задачах комплексных тестирований, детально проинструктированы о методиках и необходимых условиях подготовки к исследованиям, осведомлены о возможных рисках, перед тем как у них или их официальных представителей было получено добровольное информированное согласие на участие в исследовании и дальнейшую обработку результатов в научных целях. Исследование проводилось в соответствии с принципами Хельсинской декларации Всемирной организации здравоохранения 2013 года. В соответствии с требованиями ВОЗ и международными стандартами ACC/AHA лаборатория была оснащена дефибриллятором Zoll AED Pro (Zoll, США) для оказания первой доврачебной помощи исследуемым в случае возникновения необходимости.

Антропометрические измерения включали определение длины и массы тела для расчета площади поверхности тела по формуле Дюбуа, обхвата шеи и грудной клетки на уровне мечевидного отростка для повышения точности расчета гемодинамических параметров спортсменов.

Исследование гемодинамического статуса проводилось в ортопробе методом тетрапо-лярной кардиореографии с использованием аппарата для гемодинамического мониторинга «Микролюкс» (Челябинск, Россия). Гендерные особенности долговременной гемодинамической адаптации рассматривали по следующим показателям: конечно-диастолический индекс (КДИ, мл/м 2 ), ЧСС, уд./мин, ударный объем (УО, мл) в двух стабильных положениях лежа и в ортостазе, а также систолическое артериальное давление САД, мм рт. ст. Выбор параметров для контроля гемодинамической адаптации спортсменов был обоснован следующим образом: обязательный учет антропометрии в спортивной деятельности определил КДИ как информативный показатель достаточности объема сердца для спортсмена в соответствии с его антропометрическими параметрами, ЧСС как доступный показатель в контроле и самоконтроле спортсменов, УО как наиболее популярный показатель в исследованиях по выносливости и функционированию сердечно-сосудистой системы у спортсменов. Артериальное давление заинтересовало нас в связи с ростом встречаемости гипертонии у спортсменов молодого возраста.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета программ Excel (Microsoft Office 2019). Для описания параметров в группах рассчитывали средние значения анализируемых параметров (M), стандартное отклонение (SD), минимальные (min) и максимальные (max) значения, а также коэффициент вариации (СV). Анализировали нормальность распределения и однородности дисперсий признаков в выборках. Сопоставление гемодинамических параметров проводили по критерию Стьюдента для независимых выборок, при p < 0,05 различия считали статистически значимыми.

Результаты и обсуждение. Полученные данные гемодинамического обследования (см. рисунок) наглядно отражают особенности формирования гемодинамических изменений лыжников-гонщиков.

Форма представления статистических данных гемодинамического мониторинга (см. рисунок) позволяет выявить (1) возрастную динамику отдельного показателя, двигаясь сверху вниз, (2) изменения гемодинамических параметров при вертикализации, сравнивая средние значения показателя в положениях лежа и стоя, и (3) собственно гендерные различия по средним значениям и стандартному отклонению у спортсменов мужского и женского пола одного возраста.

Так, в возрасте 9-10 лет статистически значимые различия между юношами и девушками, занимающимися лыжными гонками, не были выявлены по большинству рассматриваемых гемодинамических параметров, за исключением абсолютного ударного объема сердца (p = 0,02) и связанного с ним относительного показателя КДИ (p = 0,02) в положении лежа. При этом в положении стоя значи- мых различий КДИ у мальчиков и девочек нет (p = 0,76) (см. рисунок). Необходимо отметить, что на этапе начальной подготовки девочки опережают мальчиков по объемным гемодинамическим параметрам как абсолютным, так и относительным.

В 12 лет (первый год этапа начальной специализации) девушки обладают более выгодным гемодинамическим состоянием по всем анализируемым показателям и их изменениям при вертикализации (см. рисунок). При этом большинство показателей варьируется в широком диапазоне: коэффициент вариации УО стоя CV= 0,22, УО лежа и ЧСС лежа CV = 0,17, CV = 0,14 для САД, что в совокупности свидетельствует о неоднородности

130        150

САД,мм.рт.ст/SBP, mmHg

УОлежа,мл/SVsupine, ml

УОстоя, мл/SVstanding, ml

ЧССлежа,уд/мин/RHRsupine, bpm ЧССстоя,уд/мин/RHRstanding, bpm КДИлежа,мл/м2/EDIsupine, ml/m2 КДИстоя,мл/м2 /EDIstanding, ml/m2

30         50         70         90        110

9-10 лет

9-10 years

12 лет

12 years

САД,мм.рт.ст/SBP, mmHg

УОлежа,мл/SVsupine, ml

УОстоя, мл/SVstanding, ml

ЧССлежа,уд/мин/RHRsupine, bpm ЧССстоя,уд/мин/RHRstanding, bpm КДИлежа,мл/м2/EDIsupine, ml/m2

КДИстоя,мл/м2 /EDIstanding, ml/m2

САД,мм.рт.ст/SBP, mmHg

УОлежа,мл/SVsupine, ml

УОстоя, мл/SVstanding, ml

ЧССлежа,уд/мин/RHRsupine, bpm ЧССстоя,уд/мин/RHRstanding, bpm КДИлежа,мл/м2/EDIsupine, ml/m2 КДИстоя,мл/м2 /EDIstanding, ml/m2

САД,мм.рт.ст/SBP, mmHg

УОлежа,мл/SVsupine, ml

УОстоя, мл/SVstanding, ml ЧССлежа,уд/мин/RHRsupine, bpm ЧССстоя,уд/мин/RHRstanding, bpm КДИлежа,мл/м2/EDIsupine, ml/m2 КДИстоя,мл/м2 /EDIstanding, ml/m2

15 лет

15 years

◦Ж/F

• М M

30         50         70         90

110        130150

-O-!=*1

б.....*i

18 лет

18 years

САД,мм.рт.ст/SBP, mmHg

УОлежа,мл/SVsupine, ml

УОстоя, мл/SVstanding, ml

ЧССлежа,уд/мин/RHRsupine, bpm

ЧССстоя,уд/мин/RHRstanding, bpm

КДИлежа,мл/м2/EDIsupine, ml/m2

КДИстоя,мл/м2 /EDIstanding, ml/m2

и-----с^--•-----1

20 лет

20 years

30         50         70         90        110        130        150

Гендерные особенности долговременной гемодинамической адаптации лыжников-гонщиков Gender differences in long-term hemodynamic adaptation among cross-country skiers

группы юношей 12 лет по гемодинамическому состоянию. Потенциально это обусловлено разным временем начала физиологических подростковых изменений у юношей, что требует внимания к спортсменам данного возраста в тренировочном процессе, контроля и корректировки запланированной нагрузки, особенно по интенсивности.

В 15 лет ключевой показатель гемодинамической адаптации для успешности в спорте КДИ стоя , так же как и большинство рассматриваемых гемодинамических показателей статистически, не отличается в группах лыжниц и юношей-лыжников.

В период 12-15 лет у лыжниц-гонщиц происходит значительное увеличение объемных гемодинамических параметров: УО на 30 % в положении лежа и на 21,8 % – в ортостазе, КДИ лежа увеличивается на 12 %, а КДИ стоя – на 9 %. Разница в процентных изменениях гемодинамических показателей в положении лежа (30 и 12 %) демонстрирует необходимость учета антропометрических показателей в анализе гемодинамической адаптации спортсменов. Кроме того, именно в возрасте 15 лет у девушек снижение КДИ при вертикализа-ции – максимальное и составляет 17,84 %, что объясняется недостаточной адаптацией сердечно-сосудистой системы к интенсивному росту (в период 12–15 лет отмечается статистически значимое увеличение площади поверхности тела у лыжниц-гонщиц с 1,38 ± 0,1 до 1,62 ± 0,11 м²) и физической нагрузке. Период полового созревания характеризуется напряжением деятельности гуморальных и гормональных механизмов, что ведет к перестройке функционирования всех систем и ограничению адаптационных возможностей подростков к внешним и внутренним факторам [5].

В 18 лет основные гендерные отличия, представленные превосходством гемодинамического состояния мужчин, а именно статистически значимо большими показателями УОлежа и КДИлежа, становятся менее заметными при переходе в вертикальное положение: УО у лыжников-гонщиков мужского и женского пола в положении стоя не имеет статистически значимых различий, при этом стандартное отклонение УОстоя у мужчин значительно больше (CV = 0,11). КДИлежа у мужчин статистически значимо превосходит КДИлежа лыжниц-гонщиц (p = 0,01), однако девушки-лыжницы в среднем обладают более высоким значением КДИстоя благодаря меньшим показателям антропометрии и связанной с этим лучшей адаптацией к ортостазу (см. рисунок).

Период 20 лет характеризуется высокими показателями гемодинамического состояния у лыжников-гонщиков мужского пола. Все анализируемые гемодинамические показатели мужчин статистически значимо отличаются от женских, за исключением ЧСС. При этом отмечается большой разброс значений всех абсолютных показателей у мужчин.

Выявленные у лыжниц-гонщиц гемодинамические адаптационные изменения обеспечивают экономизацию функции сердца в покое: урежение ЧСС и сдвиг систолического артериального давления к нижним границам нормы. Вместе с тем у лыжников-гонщиков 20 лет отмечается экономизация функции по давлению, которая выражена слабее.

По нашему мнению, ключевым параметром гемодинамической адаптации спортсменов является КДИ. Общая тенденция, свойственная как спортсменам мужского пола, так и женского, – ступенчатое повышение КДИ: сначала повышается КДИ лежа , затем КДИ стоя . КДИ лежа у девушек после 15 лет увеличивается незначительно, совершенствование гемодинамического состояния происходит за счет адаптации к вертикальному положению к 18 годам. При этом у лыжников-гонщиков объемные гемодинамические параметры как абсолютные, так и относительные после фазы интенсивного увеличения в период 12–15 лет продолжают статистически значимый рост по мере взросления. На практике спорта это означает, что если девушки до 18 лет не достигли спортивной успешности в видах спорта на выносливость, то прогнозировать ее рост сложно. Мужчины же, занимающиеся лыжными гонками, могут достигать высокой функциональной подготовленности, которую фундаментально обеспечивают объемные гемодинамические показатели [5], и после 20 лет.

Выявлены гендерные и возрастные изменения одноименных гемодинамических параметров в активной ортопробе (в положениях лежа и стоя), неодновременность и неравномерность динамики гемодинамической адаптации у спортсменов мужского и женского полов, что согласуется с явлениями неравномерности гетерохронности адаптационных изменений, изученных академиком П.К. Анохиным в концепции системогенеза, согласно которой последовательность разворачивающихся в организме перестроек выстраивается таким образом, чтобы удовлетворять меняющимся по ходу адаптации потребностям организма.

Несмотря на сложные адаптивные взаимодействия гемодинамических параметров, нацеленность тренировочного процесса в циклических видах спорта должна быть направлена на повышение общей выносливости. При этом целевой характер тренировочного процесса и требование к управляемости должны предусматривать контроль долговременной гемодинамической адаптации спортсменов циклических видов спорта для объективной оценки достаточности гемодинамической адаптации и определения продолжительности мезоциклов с направленностью на физиологическое увеличение объемов сердца.

Заключение. Проведенное исследование гендерных особенностей долговременной гемодинамической адаптации спортсменов циклических видов спорта методом импедансной кардиореографии позволило сформулировать следующие выводы:

• 1.    По мере естественного роста и развития организма спортсменов на фоне регулярных тренировок в видах спорта с высокими требованиями к выносливости происходит долговременная гемодинамическая адаптация,

• 2.    Гемодинамическая адаптация лыжников-гонщиков проявляется в ступенчатопоступательном росте КДИ, при этом из-за дополнительных сложностей в адаптации растущего организма к ортостазу сначала увеличивается КДИ лежа , затем КДИ стоя . При выполнении функциональных нагрузок повышающейся мощности наблюдаются сложные адаптивные взаимоотношения кардиореспира-торных параметров, проявляющиеся в многообразии различных вариантов реагирования.

• 3.    Поступательное развитие относительного конечно-диастолического объема у девушек стабилизируется к 15–18 годам, тогда как у юношей конечно-диастолический индекс статистически значимо увеличивается до 20 лет.

• 4.    Учет гендерных особенностей гемодинамической адаптации и контроль их в научно-методическом сопровождении спортсменов циклических видов спорта позволяют целенаправленно и обоснованно использовать физические нагрузки в тренировочном процессе в разные периоды онтогенеза и определять их эффективность по ожидаемой адаптации.

проявляющаяся увеличением как абсолютных объемных гемодинамических параметров, так и относительных, и экономизацией функционирования организма в состоянии относительного покоя.