Изменение функционального состояния спортсменов экстремальных видов спорта в ответ на экзогенный стресс

V.I. Pustovoit, ,

E.I. Balakin, ,

N.F. Maksjutov, ,

A.A. Murtazin, ,

A.S. Samoylov, ,

Введение. Одним из активно развивающихся направлений спортивной и восстановительной медицины в настоящее время является определение ФСО с помощью различных неинвазивных методов, где большой практический интерес представляет диагностика до-нозологических состояний организма. Для решения этой проблемы наиболее широко используется один из методов диагностики – анализ ВСР [4, 5, 9–12], перспективной задачей которого является разработка диагностических критериев определения уровня функционального состояния для спортсменов экстремальных видов спорта.

В период тренировок и непосредственно соревнований спортсмены, принимающие участие в экстремальных видах спорта, подвергаются высоким нагрузкам в сложных климатических условиях. При достижении высоких показателей в спорте ситуация часто приобретает стрессовый характер и сопровож- дается значительным психоэмоциональным и физическим напряжением, что приводит к истощению функциональных резервов и, как следствие, к срыву адаптации. Эти данные подтверждают необходимость изучения механизмов регуляции систем организма в условиях экзогенного стресса. В литературе содержатся многочисленные данные о влиянии на организм атлетов факторов окружающей среды [5–7, 12, 14]. При этом отсутствуют сведения об оценке уровня ФСО спортсменов экстремальных видов спорта в тяжёлых условиях профессиональной деятельности.

В связи с этим требуется разработка критериев оценки ФСО спортсменов, участвующих в экстремальных видах спорта, для контроля их состояния здоровья.

Цель исследования: разработать критерии для оценки функционального состояния спортсменов экстремальных видов спорта по результатам исследования сердечно-сосуди- стой и вегетативной нервной систем в ответ на воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды.

Материалы и методы. Материалы исследования получены в период с 2018 по 2021 год. Объектами исследования были 60 здоровых спортсменов, принимавших участие в экстремальных видах спорта (далее спортсмены), возраст которых составил 25,1 ± 3,1 года. Спортивная квалификация на момент обследования соответствовала первому взрослому разряду и выше. Базовое обследование методикой ВСР проводили во время углубленного медицинского обследования. Динамическое исследование осуществляли в период тренировочных сборов, до и после выступления на соревнованиях. Всего проведено 1521 обследование методикой ВСР. Дизайн исследования утвержден решением этического комитета и соответствовал Хельсинкской декларации 2013 г.

Исследование соответствовало стандартам Европейского Кардиологического Общества [9] и проводилось на приборе «Вари-кард 2.51» с программой ISCIM 6.1 (Build 2.8) [2, 7]. При обработке данных ВСР определяли временные и спектральные показатели [1–3].

Для верификации диагностических показателей раннего периода напряжения регуляторных систем проводили анализ отношения концентрации гормонов (кортизол и дегидроэпиандростерон) в слюне спортсменов методом ВЭЖХ-МС в КДЛ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России.

Обработку результатов методики ВСР проводили с применением программы Statistica 7.0 [13], опираясь на разработанную Э.В. Земцов-ским кривую, изображающую зависимость между признаками активности ССС и ФСО обследуемых лиц [3]. Анализ данных на нормальность распределения проводили по критериям Лилиефорса и Шапиро – Уилка. В связи с ненормальным распределением количественных показателей в выборке результаты исследования представлены медианой с указанием нижнего и верхнего квартилей. В ходе статистического анализа применялась оценка по U-критерию Манна – Уитни, многофакторный дисперсионный анализ ANOVA проводили с оценкой значимости по критерию Фишера [13]. Парные сравнения оценивались с помощью критерия Вилкоксона, а силу и направление достоверной корреляционной связи проводили с применением коэффициен- та ранговой корреляции Спирмена по t-критерию Стьюдента.

Все положения и выводы сделаны с учетом базового уровня регуляторных систем организма и динамического наблюдения за спортсменами в период тренировочных сборов и соревнований.

Результаты исследования. Обследование спортсменов экстремальных видов спорта методикой ВСР показало достоверные отличия в механизмах регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС) в зависимости от ФСО. В соревновательном периоде при достижении высоких показателей в местах, не характерных для постоянного места проживания, и в условиях выраженного психоэмоционального напряжения у спортсменов регистрировалось значительное снижение уровня ФСО.

Для повышения диагностической эффективности и правильной интерпретации полученных данных первые исследования у спортсменов проводились в местах постоянного проживания в состоянии психоэмоционального покоя. Оценку ФСО спортсменов проводили по итогам обследования методами диагностики ВСР и ВЭЖХ-МС. В результате полученных данных спортсмены были распределены на восемь групп в зависимости от уровня нарушения механизмов регуляции ССС при помощи программы Statistica.

Статистическая обработка взаимосвязи между показателями ПАРС и данными ФСО спортсменов показала среднюю отрицательную корреляционную связь (–0,69 < r < –0,30; p < 0,001), что было связанно с отсутствием четких критериев интегральной оценки для данного вида спорта и послужило основанием последующего динамического обследования с использованием методики ВСР.

С целью увеличения эффективности критериев определения отклонений в состоянии здоровья была разработана восьмибалльная шкала оценки функционального состояния с использованием ранговой корреляции. Сильную корреляционную связь отмечали у переменных с идеальной монотонной функцией, основанной на количестве совпадений и несогласованных пар, связанных с уровнем ФСО спортсменов. По результатам связанных критериев мы анализировали два или более признака, имеющих одинаковое значение. При регистрации значимых отклонений в функциональном состоянии учитывали индивидуальные особенности организма спортсменов.

Методика ВСР с использованием ранговой корреляции Спирмена позволила с высокой достоверностью определить семь наиболее значимых (p < 0,001) основных признаков, которые обладают сильной положительной или отрицательной корреляционной связью (r > 0,70; r > –0,70). В основную группу полученных признаков с сильной корреляционной связью вошли: HR, Mean RR, XMax, pNN50, Mo, AMo50, Si.

Не менее значимый вклад в дифференциальную диагностику уровня ФСО спортсменов привнесли коэффициенты, обладающие средней положительной (0,30 < r < 0,69; p < 0,001) и отрицательной (–0,69 < r < –0,30; p < 0,001) корреляционной связью: XMin, MxDMn, MxRMn, RMSSD, SDNN, D, AMo7.8, TP, LF, VLF, ULF, HFmx, LFmx, VLFmx и ULFmx.

Установлено, что дисбаланс в механизмах регуляции ССС зависел от интенсивности и длительности соревновательного периода и от выраженности уровня ФСО спортсменов. В таблице приведены значимые (p < 0,05) показатели, полученные по итогам кластерного анализа Спирмена с разделением на восемь уровней, что дало возможность разработать критерии для оценки уровня ФСО.

В первую группу распределены спортсмены с признаками критического уровня ФСО. В её состав вошли две подгруппы: 1.1 (критическое) с признаками нарушения механизмов регуляции ССС и 1.2 (экстремальное) с показателями, характеризующими очень плохой уровень ФСО, и признаками выраженного стресса. Для данных подгрупп чаще всего было характерно обострение хронических болезней [6].

Вторая группа соответствует преморбид-ному состоянию. Она состоит из двух подгрупп: 2.1 – плохое и 2.2 – неудовлетворительное ФСО. У спортсменов, находящихся в этой группе, регистрировали состояние истощения нейрогуморальных механизмов регуляции и низкий уровень адаптационных резервов организма [1, 2].

Третья группа характеризовалась допустимым состоянием организма и складывалась из подгрупп: 3.1 – удовлетворительное и 3.2 – хорошее ФСО. Адаптационные механизмы регуляции в организме спортсменов отмечались на удовлетворительном уровне [1, 2].

В пределах физиологической нормы регистрировали четвертую группу на уровне оптимального функционирования регуляторных систем ССС. Она состоит из двух подгрупп: 4.1 – очень хороший и 4.2 – отличный уровень ФСО [5].

Снижение уровня ФСО спортсменов до преморбидного или критического показало существенные сдвиги в показателях ВСР. Так, сравнение показателей временной области подтверждает повышение HR, AMo50, Si и существенное снижение Mean RR, XMax, pNN50 и Mo по сравнению с оптимальным состоянием. Эти изменения сопровождались несбалансированной активностью отделов вегетативной нервной системы. Увеличение активности показателей HR, AMo50, AMo7.8 и Si имело выраженную прямую связь с повышением интенсивности и длительности тренировочного процесса.

Анализ основных данных, представленных в таблице, показал значительное увеличение активности сердечной деятельности во всех группах при сравнении с оптимальным функциональным состоянием организма спортсменов. В критическом состоянии у атлетов регистрировали тахикардию, характеризующуюся увеличением частоты сердечных сокращений в среднем до 95 ± 5,4 уд/мин, эти значения статистически значимо (p < 0,001) отличались от показателей в остальных группах ФСО. Развитие тахикардии сопровождалось неэкономным расходом энергии на передвижение одного литра крови по сосудам (15,3 ± 0,9 Вт) в покое, это было следствием повышенной активности симпатического отдела нервной системы [2].

Компоненты спектрального анализа носили персонифицированный характер и имели среднюю отрицательную корреляционную связь (–0,69 < r < –0,30; p < 0,001) с разработанной классификацией определения ФСО спортсменов. Выделение и объединение этих компонентов с целью усреднения для включения в систематизацию определения ФСО может привести к неправильной интерпретации механизмов регуляции. Анализ спектральных данных показал, что повышение стресс-индекса находится в тесной корреляционной связи (r > 0,70; p < 0,001) с понижением суммарной мощности спектра (ТР) за счёт снижения абсолютных показателей структуры спектра HF. При сравнении относительных значений составляющих спектра наблюдается увеличение волн в диапазоне LF и VLF и прямопропорциональное снижение HF. Изме-

Шкала интегральной оценки ФСО спортсменов экстремальных видов спорта (p < 0,05) (n = 1521) The scale for the integrated assessment of the functional status of extreme athletes (p < 0.05) (n = 1521)

Состояние Status Показатель Parameter		Критическое Critical		Преморбидное Premorbid		Допустимое Acceptable		Оптимальное Optimal
		1.1	1.2	2.1	2.2	3.1	3.2	4.1	4.2
1	HR	95 [92–97]	87 [85–88]	81 [80–82]	73 [72–74]	67.3 [66–68]	61 [60–62]	58 [57–59]	56 [54–57]
2	Mean RR	635 [624–646]	694 [683–704]	743 [735–751]	825 [817–834]	896 [888–905]	999 [988– 1010]	1044 [1019– 1053]	1051 [1045– 1069]
3	XMax	688 [675–701]	750 [737–762]	827 [817–837]	981 [954– 1007]	1089 [1066– 1111]	1190 [1175– 1206]	1268 [1247– 1289]	1367 [1322– 1413]
4	RMSSD	59 [49–69]	95 [88–103]	116 [110–122]	133 [125–141]	153 [146–160]	154 [147–161]	207 [196–218]	329 [295–364]
5	pNN50	1,7 [1,2–2,2]	3,8 [3–4,5]	6,4 [5,5–7,4]	9,8 [8,8–11]	17 [15–18]	30 [28–31]	46 [44–48]	54 [49–58]
6	SDNN	54 [47–62]	97 [89–104]	113 [107–120]	126 [119–132]	142 [137–148]	142 [136–148]	184 [176–192]	281 [262–301]
7	Mo	629 [617–640]	678 [666–690]	721 [712–730]	801 [791–812]	868 [857–878]	981 [968–994]	1032 [1014– 1050]	1126 [1068– 1182]
8	AMo50	105 [96–113]	92 [87–97]	71 [67–75]	55 [53–57]	46 [44–48]	36 [35–37]	30 [29–33]	27 [22–29]
9	Si	829 [699–958]	581 [511–650]	336 [298–373]	174 [157–191]	110 [102–118]	61 [57–65]	37 [33–69]	20 [15–23]

Примечание. [Q1–Q3] – непараметрическая описательная статистика (ненормальное распределение), M – медиана, Q1 – нижний квартиль (25 %), Q3 – верхний квартиль (75 %).

Note. [Q1–Q3] – Nonparametric descriptive statistics (non normal distribution), M – median, Q1 – the first quartile (25 %), Q3 – the third quartile.

нения относительных показателей спектра имели слабую положительную и отрицательную корреляционную связь (–0,29 < r < 0,29; p < 0,05) с уровнями ФСО.

Заключение. Таким образом, можно сказать, что спортивная деятельность, которая осуществляется в экстремальных условиях окружающей среды, существенно сказывается на ФСО спортсменов. Это подтверждается данными, полученными при регистрации фонового состояния в местах постоянного проживания спортсменов, и обследованием их в пунктах проведения тренировочных сборов и соревнований. Так, в период достижения высоких показателей в спортивной деятельности в оптимальном ФСО находилось всего лишь 6,6 % спортсменов, а у остальных регистрировали разной степени выраженности ухудшения механизмов регуляции организма, что являлось поводом для внимательного наблюдения за спортсменами и выработки стратегии для их нутритивно-метаболической коррекции.

В подгруппах критического состояния у спортсменов регистрировали признаки переутомления, сопровождающиеся расстройством механизмов регуляции ССС. Данные изменения также подтверждались при анализе концентрации гормонов в слюне спортсменов методом ВЭЖХ-МС, по результатам которого определили у данных спортсменов значительное снижение функциональной активности нейроэндокринной системы. Рассчитанные соотношения кортизола к дегидроэпиандростерону имели сильную отрицательную корреляционную связь (r > –0,70; p < 0,05) с критическим, экстремальным и плохим уровнем ФСО спортсменов.

Постоянно обновляемая база данных ВРС предоставляет возможность своевременно регистрировать отклонения в состоянии здоровья спортсменов, при необходимости вносить изменения в тренировочный и соревновательный процессы.

Выводы:

• 1.    Обследование спортсменов, занимающихся экстремальными видами спорта в раз-

• личные периоды макроцикла, позволило определить достоверные (р < 0,001) изменения, характеризующие уровень ФСО по результатам простых показателей методики ВСР: HR, AMo50, Si, Mean RR, XMax, pNN50 и Mo.

• 2.    Разработаны значимые (р< 0,001) общекомандные критерии, обладающие сильной взаимосвязью (r > 0,70; r > –0,70) с уровнями ФСО спортсменов, занимающихся экстремальными видами спорта.