Классификация изменений электрокардиограммы у здорового человека в покое и во время физических нагрузок

Сердце, электрокардиограмма, ЭКГ, классификация, физические нагрузки, тренировка, теория, мышечная работа.

Открытие электрокардиографии (ЭКГ) внесло революционные изменения в исследование сердца. Это объективный метод, который путем простого наложения электродов на поверхность тела без внедрения во внутреннюю среду (безболезненно) организма отражает обменные процессы в миокарде на клеточном уровне с точными временными параметрами и количественными (амплитудными) характеристиками. «Классификация изменений электрокардиограммы у здорового человека в покое и во время физических нагрузок» дает возможность эффективно оценивать воздействие мышечной нагрузкой на организм и управлять тренировкой спортсменов.

И сследование сердца – «виновника» движения крови по сосудам за счет сокращения миокарда – значительно осложнено в связи с тем, что оно скрыто от глаз исследователя в грудной клетке и не доступно для визуального наблюдения во время его деятельности в организме. Тем не менее стремительное развитие методов исследований позволяет нам получать большое количество различных характеристик сердца с целью выявления законов его деятельности [Завьялов, 1983, с. 935–939; Завьялов и др., 2002, с. 35–48; Завьялов и др., 2005, с. 23–26].

Без преувеличения можно сказать, что открытие электрокардиографии (ЭКГ) внесло революционную ситуацию в исследование сердца. Этот объективный метод путем простого наложения электродов на поверхность тела без внедрения во внутреннюю среду (безболезненно) отражает обменные процессы в миокарде на клеточном уровне с точными временными параметрами и количественными (амплитудными) характеристика-

Heart, electrocardiogram, classification, physical activities, training, theory, muscular work.

The opening of electrocardiography (or electrocardiogram) brought a revolutionary situation in heart research. It is an objective method which by simple imposing of electrodes on a body surface without introduction into the internal environment (without serious consequences) of an organism reflects exchange processes in a myocardium at cellular level with exact temporary parameters and quantitative (amplitude) characteristics. «Classification of electrocardiogram changes of healthy man in rest and during physical activities» gives the chance to estimate effectively the impact on an organism by muscular load and to manage the training of athletes.

и

5 s

s

Рис. ЭКГ с частотой сердечных сокращений 70 уд./мин.

ЭКГ можно использовать неограниченное количество раз без вреда для здоровья, усилитель потенциалов сердца имеет несложную конструкцию, информация легкодоступна и может быть обработана многими способами.

ми [Морман, Хеллер, 2000, с. 39; Практическое…, 1971, с. 9]. Зубец «Р» ЭКГ отражает систолу предсердий, «QRS» – охват возбуждением (сокращение) миокарда желудочков, зубец «Т» – процесс расслабления миокарда желудочков, зубец «U» – диастола желудочков [Завьялов, 1983, с. 935–939], сегмент «U-P» – сердечная пауза (рис.).

s я

Научно-педагогический потенциал ЭКГ очень велик. Это не только самый распространенный клинический метод, но и с большим будущим – педагогический. Для записи ЭКГ-сигнала не надо внедряться во внутреннюю среду организма, поэтому регистрация кардиосигнала юридически доступна педагогу-тренеру [Завьялов и др., 2007, с. 56–58.].

Хорошо известно, что кривая ЭКГ чувствительно реагирует на внешнюю среду, включая мышечную нагрузку [Завьялов, Шестакова, 1972, с. 21–23]. Создание классификации изменений ЭКГ в процессе мышечной работы у здорового человека открыло новые возможности [Завьялов, 1985, с. 201–207]. На основе использования этой классификации в тренировке под руководством автора супертяжеловес А. Курлович (тяжелая атлетика) стал двухкратным олимпийским чемпионом и установил рекорд мира в 1987 г. в сумме двоеборья 472,5 кг и в настоящее время является самым сильным человеком мира [Завьялов, Крылова, 2013, с. 68–72].

Разработке такой классификации способствовал ряд авторских научных достижений по закономерностям работы сердца, которые впоследствии были зарегистрированы как научное открытие и опубликованы в соответствующих изданиях [Завьялов, Завьялова, 2002, с. 55–56; Завьялов и др., 2006, с. 57–69; Завьялов А.И., Завьялов Д.А., 2013, с. 261–266].

Цель настоящей работы – обратить внимание врачей, тренеров на разработанную и проверенную в многочисленных многолетних экспериментах классификацию изменений электрокардиограммы у здорового человека в покое и во время физических (мышечных) нагрузок.

Задача представленной работы заключается в том, чтобы показать эффективность применения разработанной классификации в педагогической, тренерской практике.

В исследованиях приняло участие 4226 здоровых людей: 1112 женского и 3114 мужского пола в возрасте от 12 до 42 лет, имеющих различную двигательную активность – не занимающиеся спортом и спортсмены высокой квалификации, в том числе 32 чемпиона Олимпийских игр, мира, Европы, СССР или рекордсмены мира, СССР, России по различным видам спорта.

Исследования проводились при выполнении разнообразных дозированных и недозированных мышечных нагрузок во время занятий физкультурой, а также во время тренировок по разным видам спорта и спортивных соревнований различного ранга, включая чемпионаты Белоруссии, Советского Союза, России, и при установлении рекордов мира. В процессе исследований регистрировались электрокардиограмма (ЭКГ), сейсмокардиограмма (СКГ), частота сердечных сокращений (ЧСС), измерялось артериальное давление (АД), определялись систолический (СО) и минутный объем (МОК) крови, рассчитывалась скорость кровотока и моделировались отдельные фрагменты и в целом деятельность сердца и сердечнососудистой системы в покое и в процессе выполнения мышечной работы. Все результаты подвергались статистической обработке.

Значительные изменения элементов ЭКГ, выражающиеся в высокой тахикардии, снижении сегмента S-T типа соединения и ишемического до 3–4 мм, альтернации зубца R, углублении зубцов Q и S вплоть до преобладания S, уплощении зубца Т, говорят о высокой степени напряжения миокарда во время тренировок и соревнований. Причем у юношей до 18 лет эти изменения носят более выраженный характер. Однако эти изменения неустойчивы и характерны для высокого нагрузочного режима. В восстановительном периоде ЭКГ приходит в норму, но снижение сегмента S-T типа соединения исчезает у некоторых спортсменов только через сутки.

Классификация ЭКГ покоя здорового человека после физических нагрузок (табл. 1) отражает 8 состояний ЭКГ покоя здорового человека, возникающих в связи с мышечной нагрузкой различной напряженности от нормы (0 баллов) до перенапряжения (12 баллов) в отдаленном (от одного до 24 часов и более) восстановительном периоде.

ЭКГ покоя после нагрузок очень лабильна и зависит, с одной стороны, от напряжения организма при выполнении работы и времени ее окончания, а с другой – от скорости восстановительных процессов у конкретного человека.

Так, например, острое утомление во время мышечной работы через 24 часа у хорошо подготовленных спортсменов может вызвать небольшие изменения на ЭКГ (1, 2 балла) и значи-

Таблица 1

Изменения ЭКГ в баллах в отдаленном восстановительном периоде в зависимости от утомления, вызванного занятиями физкультурой и спортом

Оценка состояния	Баллы	Описание изменений ЭКГ
1. Норма	0	Без отклонений
2. Небольшое утомление	Снижен сегмент S-T по косо восходящему типу (линия сегмента плавно от зубца S переходит в зубец Т):
	1	на 0,1 мВ не более чем в 50 % комплексах
	2	на 0,1 мВ более чем в 50 % комплексах
3. Умеренное утомление	3	на 0,2 мВ не более чем в 50 % комплексах
	4	на 0,2 мВ более чем в 50 % комплексах
	Сегмент S-T повышен по косо нисходящему типу (линия сегмента плавно спускается от зубца S и переходит в зубец Т):
	5	не более чем в 50 % комплексах
	6	более чем в 50 % комплексах
4. Острое утомление	Снижен более 0,1 мВ сегмент S-T по ишемическому типу (имеется горизонтальный участок):
	7	не более чем в 50 % комплексах
	8	более чем в 50 % комплексах
5. Хроническое утомление	9	Зубец Т не более 0,1 мВ
6. Сочетание хронического утомления с острым	10	Зубец Т не более 0,1 мВ сочетается с ишемическими сегментами S-T
7. Хроническое переутомление	11	Отрицательный зубец Т
8. Перенапряжение	12	Наличие на ЭКГ любых патологических отклонений: нарушение проводимости, множественная экстрасистолия, тахикардия свыше 90 уд./мин. и др.

тельные изменения (7, 8 баллов) у лиц, не занимающихся спортом, а у лиц с очень малой жизненной двигательной активностью подобная нагрузка может провоцировать изменения ЭКГ с 12-балльными признаками. Многократная физическая нагрузка до состояния «переутомления» вызывает на ЭКГ у спортсменов признаки «хрони-

ческого утомления» и «сочетание хронического утомления с острым».

В табл. 2 представлены изменения ЭКГ, возникающие непосредственно в момент нагрузки и в первую минуту после нее, она включает 7 состояний, которые отражают напряженность организма во время ее выполнения.

Таблица 2

Изменения ЭКГ в баллах в зависимости от утомления во время выполнения упражнений

Оценка состояния	Баллы	Описание изменений ЭКГ (оценивается не менее 10 комплексов)
1	2	3
Утомление отсутствует	Во время нагрузки укорачивается и исчезает интервал Т-Р. Зубцы Т, U, Р сливаются по дву-и одногорбовому типу, косо восходящий сегмент S-T смещается вниз от изолинии, уменьшается амплитуда зубца R, и углубляется зубец S, однако R>S, укорачиваются интервалы R-R, при этом частота сердечных сокращений достигает:
	13	100–120 уд./мин.
	14	121–140 уд./мин.
	15	141–160 уд./мин.
	16	161–180 уд./мин
	17	181–200 уд./мин.
	18	свыше 200 уд./мин.

КРАСНОЯРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. В.П. АСТАФЬЕВА

Окончание табл. 2

1	2	3
Небольшое утомление	19	S>R – выраженное уменьшение R и углубление S
	20	Сегменты S-T ишемического типа не более чем в 20 %
Умеренное утомление	21	Сегменты S-T ишемического типа более 20 %, до 50 %
	22	«Плато» на зубце Т менее чем в 50 % комлексах
	23	Сегменты S-T ишемического типа до 50 % и «плато» на зубце Т менее чем в 50 % комлексах
	24	«Плато» на зубце Т более чем в 50 % комлексах
	25	Сегменты S-T ишемического типа до 50 % и «плато» на зубце Т более чем в 50 % комлексах
Острое утомление	26	Сегменты S-T ишемического типа более 50%, до 80 %
	27	«Плато» и ишемические сегменты S-T более 50 %, до 80 % зарегистрированных комплексов
	28	Сегменты S-T ишемического типа свыше 80 %
Критическое утомление	29	Сегменты S-T ишемического типа в свыше 80 % зарегистрированных комплексах в сочетании с «плато»
Переутомление	30	Экстрасистолия на фоне тахикардии
	31	Появление комплексов с отрицательными или двухфазными зубцами Т (после нагрузки через несколько секунд исчезают)
Предпатология	32	Отрицательный или двухфазный зубец Т держится после нагрузки продолжительное время
	33	Уширение QRS более 0,1 с.
	34	Уширение QRS более 0,1 с. с отрицательным или двухфазным зубцом Т
Перенапряжение	35	Наличие на ЭКГ любых патологических отклонений

Первая группа состояний – «утомление отсутствует» – включает широкий диапазон частоты сердечных сокращений (ЧСС), однако при этом учитывается, что ЭКГ-изменения не должны выходить за рамки изменений, связанных с уменьшением временных интервалов сердечных циклов, что указывает на хорошее функциональное состояние миокарда.

Все последующие группы состояний оцениваются по качественным изменениям ЭКГ, при этом наличие признака с большим числом баллов является определяющим. При оценке ЭКГ необходимо учитывать, что по мере повышения нагрузки невсегдасохраняетсяпоследовательностьизмене-ний ЭКГ с нарастанием утомления. Так, как правило, молодые люди (12–18 лет) реагируют последовательным повышением ЧСС до 180–190 уд./мин. и выше, что сопровождается альтернацией R и углублением S до S>R, что определяет их состояние в 19 баллов – «умеренное утомление», при этом МОК у них не превышает 25 л. Тяжелоатлеты на очень мощные нагрузки реагируют не очень большой ЧСС – 130–160 уд./мин., однако при установлении рекорда мира «острое утомление» достигает 28 баллов, а МОК – 41 л. У легкоатлетов, например, при беге на 300 м (в манеже) и 400 м (на стадионе) во время соревнований регистрируются очень часто «плато» или «плато» в сочетании с ишемическими сегментами S-T при ЧСС 200 уд./мин. и выше, МОК – 32–37 л.

При выполнении мышечных нагрузок с нарастанием утомления МОК повышается в основном за счет увеличения ЧСС (хотя СО тоже увеличивается). Дальнейшее утомление (включая состояние «острого утомления») может вызвать уменьшение ЧСС, однако МОК продолжает увеличиваться за счет увеличения СО.

Появление на ЭКГ признаков состояния «переутомления» и более глубоких изменений в большинстве случаев сопровождается выраженным урежением ЧСС, падением систолического артериального давления, снижением выброса крови, уменьшением амплитуды сейсмокардиосигнала и волны фотоплетизмосигнала, что свидетельствует о нарушении сократительной функции миокарда.

Использование классификации ЭКГ как метода управления тренировкой спортсменов с целью получения максимального тренировочного эффекта без нарушения здоровья позволяет полу- чить высокие спортивные результаты. Так, в 2008 г. в Китае на Олимпийских играх Академия борьбы им. Д.Г. Миндиашвили (Красноярск) завоевала три золотых медали, а Бувайсар Сайтиев стал трехкратным олимпийским чемпионом. Это одно из величайших достижений в нашей стране.

ЭКГ-изменения в зависимости от напряжения организма при работе, выраженные в баллах, позволяют количественно оценить различные качественные изменения ЭКГ. Это дает возможность производить статистическую обработку состояний, возникающих при мышечной работе, что, в свою очередь, повышает качество сравнительного анализа. Количественная оценка качественных изменений ЭКГ увеличивает качество и информативность тестов с физической нагрузкой, их диагностическую ценность. И, наконец, открывается возможность более глубокого изучения различных нагрузок и их влияния на организм человека с целью повышения его двигательной активности и профилактики заболеваний.