Особенности ортостатической реакции спортсменов при разных типах вегетативной регуляции сердечного ритма

Введение. Исследования вариабельности сердечного ритма, признанного маркера активности сложной многоуровневой регуляции, представляется актуальным направлением научных исследований в спортивной физиологии. Анализ публикаций последних лет показал высокую информативность характеристик ВСР для практики спорта и массовой физической культуры. По данным источников [1, 5], ВСР – один из наиболее точных и оперативных методов для отслеживания временного хода тренировочной адаптации/дезадаптации спортсменов, но вместе с тем требующий определенных условий применения. Успешность метода повышается в случае постоянного мониторинга за состоянием регуляторных механизмов сердечной мышцы на этапах годичного тренировочного цикла, поскольку тип регуляции может изменяться в зависимости от нагрузки, этапа подготовки и т.д. [6]. Получение объективной информации о приоритете тех или иных механизмов регуляции при многообразии физических нагрузок в различных видах спорта у мужчин и женщин разного уровня мастерства позволяет объективно оценить текущее функциональное состояние, адаптационный резерв организма, упредить развитие патологических нарушений со стороны сердечной мышцы и орга- низма в целом. Мониторинг показателей ВСР полезен для отслеживания уровня адаптации спортсменов с целью установления оптимальных тренировочных нагрузок, выхода на пик мастерства, достижения рекордных показателей [2]. Не менее важен учет индивидуальных типологических особенностей автономной регуляции. Важно расставить приоритеты в использовании многочисленных временных и спектральных характеристик кардиоритмограммы, выделить наиболее информативные из них. Расширение информационного поля о реактивности автономной нервной системы спортсмена получают при проведении анализа ВСР в условиях функциональных проб. Активная ортостатическая проба (АОП) – одна из наиболее часто применяемых функциональных проб в оценке адекватности процессов адаптации к переходу в вертикальное положение и реактивности обоих отделов ВНС [3]. В связи с этим цель исследования заключалась в изучении влияния ортостатической пробы на показатели ВСР у велосипедистов-спринтеров с разными доминирующими типами вегетативной регуляции сердечного ритма.

Методы и организация исследования. Практическая часть работы выполнена в лаборатории кафедры биологических дисциплин ФГБОУ ВО «СГАФКСТ». В эксперименте приняли участие 16 велосипедистов-спринтеров на треке мастеров спорта в возрасте 18-26 лет. В исследовании и дальнейшем анализе ВСР использовали аппаратно-программный комплекс «ВК 2.5-Варикард» и программное обеспечение «Иским-6». Регистрацию кардиоинтервалограммы проводили непрерывно в течение 5 минут лежа (фон). Для характеристики реактивности рефлекторных механизмов регуляции гемодинамики и оценки возбудимости центров симпатической иннервации у атлетов использовали АОП в наиболее известной модификации [8]. Продолжительность записи составляла также 5 минут. Период первой минуты активного ортостаза из представленных ниже результатов исключен, так как отражает ярко выраженный переходный процесс, анализ которого не входил в задачи данного исследования. При анализе показателей ВСР после АОП учитывали четыре возможных варианта вегетативной реакции на ортостаз [7]. Количественную оценку полученных результатов проводили методом непараметрической статистики Манна-Уитни и Т Вилкоксона с помощью статистического анализа системой «IBM SPSS Statistics 19», для Windows (StatSoft, Inc., США). Различия считались достоверными при значении p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. На начальном этапе исследований были сформированы группы в зависимости от доминирования центрального или автономного механизмов управления сердечной деятельностью. По данным исследования, в

13% случаев выявлено выраженное преобладание (II тип), в 25% умеренное влияние (I тип) центрального механизма, в 44% сбалансированное (III тип) и в 19% значимое (IV тип) доминирование автономного варианта управления сердечным ритмом. О целесообразности разделения испытуемых на группы в соответствии с их вегетативным тонусом отмечают в своих исследованиях [1, 4, 5]. Представленный в работе анализ показателей ВСР в ответ на ортостаз по группам подтвердил целесообразность изучения реакции сердечно-сосудистой системы в зависимости от исходного тонуса вегетативной нервной системы.

При выполнении ортостатической пробы, в зависимости от типа регуляции сердечного ритма, по временным и спектральным показателям ВСР происходили изменения разной направленности. Обращает внимание тот факт, что более глубокие различия отмечались по временным характеристикам в случае умеренного доминирования автономного или центрального контуров управления. Так, показатели парасимпатической регуляции RMSSD, мс2, pNN50, % скачкообразно снижались у велосипедистов I типа на 48% и 94% соответственно (р<0,05) и на 85% и 63% (р<0,05) III типа (таблица 1, 2).

Таблица 1

Динамика показателей вариационной пульсометрии велосипедистов-спринтеров с I типом вегетативной регуляции до и после ортостатического тестирования, M±m

№ п\п	Показатели	I тип регуляции		Градиент изменения, %	*р<0,05
		Лежа ( n=4)	Стоя ( n=3)
		1	2
1.	ЧСС, уд/мин	65,41±1,25	80,35±1,46	+23	*
2.	RMSSD, мс2	40,56±1,22	27,45±1,05	-48	*
3.	PNN50, %	22,64±0,81	11,67±0,64	-94	*
4.	AMo, %	48,88±0,83	55,24±0,91	+13	*
5.	SI, усл. ед.	135,12±5,2	208,27±7,4	+54	*
6.	TP, мс2	1956,72±43,2	2445,31±51,37	+25	*
7.	HF, мс2	461,32±21,42	320,34±16,25	-44	*
8.	LF, мс2	485,42±23,55	584,34±28,65	+20	*
9.	VLF, мс2	275,15±22,08	365,80±24,21	+33	*

Примечания: ЧСС – частота сердечных сокращений; RMSSD, мс2 – квадратный корень из суммы квадратов разницы величин последовательных пар интервалов NN; PNN50, % – число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве; AMo, % – значение амплитуды моды через 2 мин после работы (% от исходных); SI, усл. ед. – стресс-индекс; TP, мс2 – суммарная мощность спектра; HF, мс2 – мощность высокочастотных колебаний; LF, мс2 – мощность низкочастотных колебаний; VLF, мс2 – мощность очень низкочастотных колебаний ритма сердца.

Таблица 2

Динамика показателей вариационной пульсометрии велосипедистов-спринтеров с III типом вегетативной регуляции до и после ортостатического тестирования, M±m

№ п\п	Показатели	III тип регуляции		Градиент изменения, %	*р<0,05
		Лежа ( n=7)	Стоя ( n=5)
		1	2
1.	ЧСС, уд/мин	58,23±0,75	77,21±0,91	+33	*
2.	RMSSD, мс2	73,67±3,51	40,25±2,33	-85	*
3.	PNN50, %	49,22±1,25	29,54±1,12	-63	*
4.	AMo, %	29,63±0,37	35,51±0,44	+20	*
5.	SI, усл. ед.	44,84±3,44	80,32±6,76	+78	*
6.	TP, мс2	4526,32±94,05	2867,45±57,34	-58	*
7.	HF, мс2	1985,75±46,23	1286,25±27,15	-54	*
8.	LF, мс2	1290,36±41,67	904,65±29,50	-43	*
9.	VLF, мс2	702,45±39,17	435,21±22,45	-61	*

Примечания: обозначения показателей вариабельности сердечного ритма те же, что и в таблице 1.

У спортсменов со II типом регуляции уменьшение для RMSSD, мс2, pNN50% достигало 31% и 18% (таблица 3), а в IV типе указанные параметры снижались на 26% и 17% соответственно (во всех случаях, р<0,05).

Таблица 3

Динамика показателей вариационной пульсометрии велосипедистов-спринтеров с II типом вегетативной регуляции до и после ортостатического тестирования, M±m

№ п\п	Показатели	II тип регуляции		Градиент изменения, %	*р<0,05
		Лежа ( n=2)	Стоя ( n=4)
		1	2
1.	ЧСС, уд/мин	68,12±1,32	79,45±1,41	+16	*
2.	RMSSD, мс2	34,15±1,04	25,53±0,76	-31	*
3.	PNN50, %	13,45±0,32	10,63±0,09	-18	*
4.	AMo, %	60,25±1,65	67,08±1,86	+12	*
5.	SI, усл. ед.	223,16±7,14	164,45±11,45	-36	–
6.	TP, мс2	1258,11±24,18	1637,52±30,54	+30	–
7.	HF, мс2	390,25±27,44	255,36±21,34	-53	*
8.	LF, мс2	310,40±24,54	390,18±27,54	+26	–
9.	VLF, мс2	294,40±12,90	320,13±14,54	+9	–

Примечания: обозначения показателей вариабельности сердечного ритма те же, что и в таблице 1.

Таблица 4

Динамика показателей вариационной пульсометрии велосипедистов-спринтеров с IV типом вегетативной регуляции до и после ортостатического тестирования, M±m

№ п\п	Показатели	IV тип регуляции		Градиент изменения, %	*р<0,05
		Лежа ( n=3)	Стоя ( n=4)
		1	2
1.	ЧСС, уд/мин	54,25±0,32	67,56±0,54	+26	*
2.	RMSSD, мс2	110,55±4,06	87,74±3,46	-26	*
3.	PNN50, %	68,76±1,90	59,13±2,53	-17	–
4.	AMo, %	20,15±0,17	23,12±0,34	+15	–
5.	SI, усл. ед.	28,35±1,24	20,73±2,45	-33	*
6.	TP, мс2	8436,13±115,31	5690,56±55,72	-48	–
7.	HF, мс2	3345,77±60,15	1982,43±31,68	-69	*
8.	LF, мс2	2545,73±70,16	1782,65±40,25	-43	*
9.	VLF, мс2	845,62±41,54	563,11±19,52	-50	–

Примечания: обозначения показателей вариабельности сердечного ритма те же, что и в таблице 1.

Установлено, что при ортостазе по всем типам происходило снижение вагоин-сулярного влияния (HF-колебания) на сердечный ритм. Причем подавление вагуса было сильнее у спортсменов с выраженным доминированием центрального (53%) и автономного (69%) контуров регуляции. В случае их умеренного преобладания уменьшение мощности высокочастотных колебаний не превышало 44% и 54% соответственно (во всех случаях, р<0,05).

Среди временных характеристик, отражающих активность центрального механизма регуляции, при функциональной пробе сохранялась разнонаправленная динамика показателей. В частности, значения АМо,% увеличились примерно одинаково на 13% и 12% у спортсменов с I и II типами соответственно. Среди велосипедистов с III и IV типами регуляции активность возрастала до 20% и 15% соответственно. В ответ на ортостаз при доминировании центрального механизма регуляции показатель барорецепторных влияний (LF, мс2) достоверно повышался на 20% у спортсменов с I типом и на 26% со II типом. Вклад сосудодвигательного центра в реакцию на ортостаз у спортсменов с III и IV вариантами управления, напротив, снижался на 43% в обеих группах (во всех случаях, р<0,05).

В ряде публикаций отмечается, что важнейшим элементом адаптации выступают высшие центры вегетативной регуляции ЦНС, которые играют принципиальную роль в гомеостатической устойчивости [2, 4]. Особое значение в нейро-гормональнометаболическом контроле со стороны ВСР занимают VLF-колебания. В нашей работе обнаружена разнонаправленная динамика этого показателя. С переходом в положение стоя у спортсменов с доминированием центрального контура регуляции усиливался энергетический обмен, что сопровождалось ростом показателя (VLF, мс2) на 33% в I и на 9% во II механизмах. Некоторые авторы повышение амплитуды VLF-колебаний связывают с адренергическим происхождением и ростом катехоламинов при переходе в ортостаз [9]. Однако существует противоположная точка зрения, согласно которой их генез связывают с парасимпатическим происхождением [10]. С данной точкой зрения согласуются результаты нашей работы, полученные у спортсменов с доминированием автономного механизма. Переход в ортостаз приводил к скачкообразному снижению показателя VLF, мс2 на 61% и 50% соответственно у спортсменов с III и IV типами регуляции. Групповые различия распространялись и на параметр суммарной активности регуляторных процессов (ТР, мс2). Если у спортсменов с I и II вариантом при переходе в ортостаз показатель суммарной мощности повышался на 25% и 30%, то у атлетов с III и IV типами его величина снижалась на 58% и 48% (во всех случаях, р<0,05).

В ходе исследования получены неоднозначные изменения показателя стресс-индекса (SI, усл. ед.), объединяющего симпатический и парасимпатический аспекты вегетативной регуляции. При умеренном доминировании как центрального, так и автономного механизма, в ответ на ортостаз напряженность регуляторных процессов нарастала на 54% при I и 78% при IV типе (р<0,05), что отмечали [1, 7]. Реактивность на АОП во II варианте выражалась в снижении показателя на 36%, а в IV – 33% (во всех случаях, р<0,05). Разнонаправленные варианты реакции сердечно-сосудистой системы на АОП ряд авторов объясняют типологическими особенностями вегетативной регуляции сердечного ритма [3, 5]. Причинным механизмом «парадоксального» ответа на ортостаз при «максимуме» активности как центрального, так и автономного механизмов управления ритмом сердца, может выступать снижение «защитных сил» организма.

Заключение. В процессе работы выявлены особенности реакции сердечнососудистой системы на активную ортостатическую пробу. Направленность изменений временных и спектральных показателей ВСР зависела от типа вегетативной регуляции сердечного ритма. С позиций предложенной Н.И. Шлык [6] классификации реакций сердечно-сосудистой системы на ортостатическую пробу для велосипедистов с I и III вариантами его контроля был характерен автономно-центральный; со II – центральный и с IV – автономный способ реакции.

Использование полученных результатов в тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов имеет два аспекта: 1) повышение эффективности использования прогностических показателей в зависимости от типа вегетативной регуляции сердечной деятельности; 2) формирование общетеоретического взгляда на устойчивое функционирование организма и его систем на изменение положения тела в пространстве, которое характерно для многих видов спорта.