The changing nature of cerebral hemodynamics asymmetry under the influence of essential oils on the background of physical activities

Автор: Sentyabrev N., Kamchatnikov A., Gorbaneva E., Rakova E.

Журнал: Физическая культура, спорт - наука и практика @fizicheskaya-kultura-sport

Рубрика: Физиология и спортивная медицина

Статья в выпуске: 1, 2016 года.

Бесплатный доступ

The aim of the research was to study the changes in the functional state (FS) in connection with the asymmetry of cerebral blood flow (CBF) on the background of performing physical activities (FA), as well as an assessment of the impact of compositions of essential oils (CEO) on FS. CBF was assessed by rheoencephalography (REG), two groups were singled out according to the nature of the hemispheres circulation - with the dominance of the right-hand and left-hand blood flow. FA were performed at the level of individual PWC170 value. The main part of the research was conducted in a group of athletes with the predominance of the left-hand hemisphere CBF. The condition of the central nervous system and locomotor apparatus was determined by motor reaction indicators and dynamic tremor data before and after FA. The accuracy of motor action (AMA) was evaluated by hitting the target in darts. To affect the FS parameters the CEO with preferred odor were used, which were specially designed to suit the indi vidual characteristics of the research subjects, on the basis of existing theoretical and practical prerequisites. The private typology of CBF (after I.B. Isupov) was determined by the REG amplitude value (FM derivation, carotid artery system). The increase in REG amplitude and CBF asymmetry reduce were registered after the FA up to failure. In the case of post-FA moderate CBF asymmetry reduce the AMA index decreased, after 10 min. recovery the degree of recovery was insignificant. The maximum reduction of CBF asymmetries was accompanied by the greatest AMA decrease. The olfactory CEO based impact increased the recovery speed of hemodynamic and motor FS indicators. The role and possible mechanisms of occurring changes in CBF asymmetry is discussed.

Еще

Functional asymmetry, asymmetry of cerebral blood flow, physical activity, accuracy of motor actions

Короткий адрес: https://sciup.org/14263990

IDR: 14263990

Текст научной статьи The changing nature of cerebral hemodynamics asymmetry under the influence of essential oils on the background of physical activities

Организация и методы исследования. В исследованиях участвовало 32 спортсмена (волейбол, футбол), возраст 18-20 лет, спортивная квалификация I разряд. Изучали перераспределение параметров полушарного и регионарного МК методом реоэнцефалографии (РЭГ) с помощью 4-канального реографа «Диамант-Р» в составе аппаратно-программного комплекса (АПК) КМ-АР-01 «ДИАМАНТ». Оценивали характер двигательной асимметрии с помощью аппаратно-программного комплекса «Функциональные асимметрии» [3]. Оба АПК включали пакеты прикладных программ для обработки показателей. Регистрировали характеристики состояния ЦНС и моторной системы (двигательные реакции и динамический тремор), определяли состояние физической работоспособности (ФР): общей (PWC170, по В. Л. Карпману) и специальной (точность попаданий в мишень для игры в ДАРТС – ТДД). Исследования проводили до и после физической нагрузки (ФН, велоэргометр) на уровне индивидуальной величины PWC170. Для воздействия на ФС использовали КЭМ, специально разработанные для участников данного исследования по ранее описанным принципам [4]. Для воздействия КЭМ на спортсменов использовали метод холодных ингаляций [6]. Обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ статистической обработки данных Microsoft Excel 2007 в среде Window 7. Определяли показатели описательной статистики. Значимость различий показателей определяли по критерию Стьюдента.

Результаты исследования. Определение двигательной асимметрии показало, что 16 спортсменов характеризовались различными комбинациями правых признаков, у 10 человек были определены различные варианты левшества, амбидекстрия отмечена у 4 человек. Далее, в покое и после ФН до отказа от продолжения работы, регистрировали показатели МК (табл.1).

У большинства спортсменов (25 из 32) преобладало МК левого полушария. Далее по этой причине анализировали показатели участников этой группы. Величины АРГ и РИ в FM-отведении указывали на адекватное кровенаполнение каротидного бассейна мозга. В покое тонус крупных мозговых артерий по Vб (скорость быстрого кровенаполнения) был повышен. Отмечено затруднение венозного оттока по величинам ВО и ДСИ. По величине амплитуды РЭГ (отведение FM, каротидный бассейн) установлены индивидуальные различия типов МК [2]. Лиц с АРГ от 0,12 до 0,15 ом отнесли к нормоволемическому типу МК (n = 12). У семи участников отмечен гиперволемический тип (АРГ > 0, 15 ом), а у шестерых гиповолемический тип (АРГ < 0,12).

После ФН у обследованных асимметрия МК (по КА) значительно уменьшилась (в FM отведении на 64,7 %, в OM отведении – на 65,5 %, P<0,01). Остальные показатели МК (АРГ, РИ, ДСИ) изменялись на 13-16 % (P<0,05). Снизился тонус артериального русла (Vб) и Vм, выросли линейная скорость кровотока (АРГ) и относительное пульсовое кровенаполнение мозга (РИ). У одиннадцати обследованных под влиянием ФН асимметричность МК значительно уменьшилась (в FM от 38,6±3,5 до 9,8±1,0; P<0,01; в OM от 35,4±2,9 до 10,1±0,9, усл. ед., P<0,01). У пятерых обследованных асимметрия выросла (в FM от 30,4±1,9 до 36,0±1,5; в OM от 30,0±2,3 до 33,5±1,7). У остальных (n = 16) асимметрия МК умеренно уменьшилась (FM от 36,0±2,8 до 21,5±2,1, OM от 33,8±2,5 до 22,6±2,7). Величина МК у лиц с гиповолемическим типом выросла в результате дилатации крупных артерий. Об этом свидетельствовало увеличение скорости быстрого и медленного кровенаполнения. Полное восстановление показателей РЭГ через 10 минут не происходило (табл. 1).

При уменьшении асимметрии МК ТДД до ФН составила 33,8±2,0 балла, сразу после нагрузки 31,1±1,2 балла, через 10 мин восстановления 31,8±1,7 балла (P>0,05). При максимальном снижении асимметрии МК отмечено наибольшее и достоверное уменьшение ТДД от 32,2±1,8 до 27,1±2,6 балла (P<0,05), восстановление через 10 мин не произошло (27,7±1,8). У лиц с ростом асимметрии ТДД уменьшилась от 34,0±1,9 до 31,8±2,7 балла, после восстановления 32,4±1,7 балла (P>0,05). При умеренном изменении асимметрии ТДД снизилась в наименьшей степени: от 33,9±1,5 до 32,9±1,1 балла, через 10 мин восстановления – 33,1±1,8 балла (P>0,05). Далее оценивали результативность воздействий КЭМ на асимметричность кровоснабжения гемисфер мозга (табл. 2) и изменение эффективности ТДД.

Таблица 1

		Фон
	Показатели	FM		OM
		L (слева)	R (справа)	L (слева)	R (справа)
АРГ, ом	фон	0,19±0,04	0,16±0,02	0,06±0,01	0,06±0,01
	после нагрузки	0,22±0,04	0,2±0,03	0,07±0,01	0,07±0,01
	10 мин восст.	0,20±0,03	0,18±0,05	0,07±0,01	0,07±0,01
РИ	фон	1,94± 0,27	1,56±0,17	0,59±0,08	0,59±0,09
	после нагрузки	2,19±0,21	1,97±0,22	0,69±0,08	0,71±0,08
	10 мин восст.	2,03±0,22	1,67±0,13	0,62±0,09	0,64±0,07
В/А, %	фон	81,8 ±3,6	86,5±3,3	84,1±4,0	79,2±4,1
	после нагрузки	69,7±3,7*	64,9±5,0*	66,4±4,1*	69,7±2,9
	10 мин восст.	75,2±2,9	77,8±4,1	78,4±3,7	72,2±3,5
ВО, %	фон	9,1±1,2	10,3±1,8	17,5±2,2	6,4±0,7
	после нагрузки	13,3±2,5*	7,4±1,0	26,5±2,9*	15,3±1,2*
	10 мин восст.	11,8±1,9	8,5±1,3	19,8±2,0	9,7±1,8
Vб, ом/с	фон	2,34±0,7	1,94±0,7	0,64±0,09	0,73±0,07
	после нагрузки	2,88±0,6	2,56±0,7	0,94±0,07	0,99±0,08
	10 мин восст.	2,61±0,7	2,30±0,7	0,88±0,08	0,90±0,07
Vм, ом/с	фон	0,74±0,05	0,63±0,07	0,24±0,04	0,28±0,03
	после нагрузки	0,87±0,06	0,91±0,07	0,36±0,05	0,47±0,04
	10 мин восст.	0,82±0,07	0,80±0,05	0,33±0,05	0,40±0,03
ДСИ, %	фон	69,9±4,4	77,1±5,1	72,8±4,7	65,1±4,0
	после нагрузки	52±2,0*	51,8±1,3*	60,3±3,8*	50,4±2,6*
	10 мин восст.	59,7±3,1*	58,2±2,4*	67,5±2,7*	59,1±2,9*
КА, %	фон	35,1±2,2		33,3±1,7
	после нагрузки	12,4±1,3*		11,5±1,2*
	10 мин восст.	18,4±2,6*		19,1±1,1*

Изменения показателей кровообращения мозга под влиянием ФН (n= 32)

FM – фронто-мастоидальное отведение, OM – окципито-мастоидальное отведение; АРГ – амплитуда рео-граммы, ом; РИ – реографический систолический индекс; В/А – венозно-артериальный показатель (%); ВО – венозный отток (%); Vб – средняя скорость быстрого кровенаполнения (Ом/с); Vм – средняя скорость медленного кровенаполнения (Ом/с); ДСИ – диастолический индекс (%); КА – коэффициент асимметрии; * – различия достоверны, P<0,05.

На этом этапе после ФН у обследованных со значительным снижением асимметрии ТДД снизилась от 31,9±1,4 до 26,8±1,8 балла (P<0,05). После применения КЭМ этот показатель достоверно вырос и составил 32,2±1,6 балла (восстановление эффективно, P<0,05). В группе с ростом асимметрии ТДД уменьшилась от 35,0±2,9 до 30,6±2,1 балла (P>0,05), воздействие КЭМ привело к повышению ТДД до 33,4±1,8 балла (P>0,05). В группе с умеренным изменением (уменьшением) асимметрии снижение ТДД было минимальным: от 34,5±1,9 до 33,7±1,8 балла (P>0,05), после обонятельного воздействия КЭМ ТДД восстановилась до 34,2±2,0 балла (P>0,05).

Заключение. Роль адекватности кровоснабжения мозга для выполнения и организации двигательной, в том числе и спортивной, деятельности доказывается многими фактами [5, 10]. Показатели РЭГ, в частности затруднения венозного оттока, выступают как характеристики утомления и снижения спортивной формы

[8] . Но полученные нами данные свидетельствуют о том, что асимметричность МК также является одним из существенных факторов, влияющих на способность человека выполнять мышечную работу различного характера. Результаты проведенного исследования показывают, что при отказе от работы гораздо больше выражены изменения параметров асимметрии МК. Характеристики скорости кровенаполнения и характеристики венозного оттока изменяются существенно меньше. Наше мнение согласуется со сведениями о различиях измененя кровотока регионов мозга при физической работе до утомления [13]. Одним из возможных объяснений связи утомления и отказа от работы с уменьшением асимметрии МК может быть предположение Z. Vrselja с соавт. [14] о физиологической необходимости асимметричности МК как механизма предотвращения баротравм.

Значимость степени и направления изменения асимметрии МК для организации сложнокоордини-

Таблица 2

		Фон
	Показатели	FM		OM
		L (слева)	R (справа)	L (слева)	R (справа)
1. АРГ, ом	фон	0,20±0,05	0,15±0,04	0,06±0,01	0,06±0,01
	после нагрузки	0,22±0,04	0,2±0,03	0,07±0,01	0,07±0,01
	после ЭМ	0,19±0,06	0,15±0,05	0,09±0,02	0,07±0,02
2. РИ	фон	1,82± 0,21	1,41±0,12	0,71±0,21	0,60±0,11
	после нагрузки	2,15±0,27	2,07±0,19	0,94±0,25	0,81±0,16
	после ЭМ	1,79±0,16	1,46±0,24	0,73±0,15	0,65±0,19
3. В/А, %	фон	88,3 ±3,9	86,5±3,3	84,0±2,8	79,1±3,6
	после нагрузки	76,2±3,2*	74,9±4,1*	70,4±3,1*	69,7±2,5*
	после ЭМ	87,3±3,4	84,6±3,5	81,1±2,9	78,4±2,7
4. ВО, %	фон	8,8±1,6	10,3±1,8	17,5±2,2	6,4±0,7
	после нагрузки	14,3±2,3	12,4±1,9	25,4±2,5	16,8±2,7
	после ЭМ	9,3±1,5*	10,1±2,0	17,7±3,0	10,6±1,8
5. Vб, ом/с	фон	2,45±0,6	2,04±0,8	0,74±0,15	0,67±0,12
	после нагрузки	2,95±0,9	2,78±0,6	0,98±0,11	0,90±0,1
	после ЭМ	2,37±0,8	2,00±0,8	0,71±0,19	0,69±0,12
6. Vм, ом/с	фон	0,81±0,05	0,69±0,06	0,38±0,02	0,31±0,04
	после нагрузки	0,97±0,1	0,93±0,08	0,56±0,04	0,59±0,01
	после ЭМ	0,79±0,06	0,68±0,05	0,34±0,06	0,30±0,04
7. ДСИ, %	фон	79,9±4,4	76,8±3,1	73,5±3,1	64,6±3,2
	после нагрузки	60,1±2,0*	62,8±3,3*	60,3±3,5*	58,4±2,6
	после ЭМ	77,2±3,7	72,1±3,1	70,5±3,4	62,2±2,8
8. КА, %	фон	37,0±2,9		31,5±1,3
	после нагрузки	10,7±2,1*		9,8±1,7*
	после ЭМ	25,6±1,7*		20,4±2,7*

Обозначения те же, как и в таблице 1.

Изменения показателей МК под влиянием ФН и эфирных масел

рованной мышечной деятельности отражают установленные в работе особенности изменений ТДД. Влияние эфирных масел на сложноорганизованные движения, показанное нами, также связано с особенностями асимметричности МК. Тем самым подтверждается связь между характеристиками межрегиональных перераспределений МК и организацией двигательной деятельности, показанная в исследованиях связи реализации навыка письма леворуких, использующих для письма правую руку с особенностями регионального кровотока мозга [12].

Полученные в работе сведения показывают роль асимметричности показателей церебральной гемодинамики в физиологических механизмах ФС, определяют пути коррекции состояний спортсменов с помощью направленных воздействий на параметры асимметрии, что значимо для эффективности спортивной деятельности [1].

Статья научная