Особенности вариабельности ритма сердца и вегетативной реактивности на функциональные пробы у высококвалифицированных спортсменов

O.V. Kalabin1, ,

F.B. Litvin2, ,

L.V. Masaltseva2, ,

N.I. Chifanova2, ,

N.S. Menkova2, ,

Введение. На современном этапе развития физиологии спорта наиболее важной задачей управления тренировочным процессом является контроль функционального состояния организма спортсмена, который часто перегружен подготовительными сборами и ответственными соревнованиями [5, 14, 28]. Не менее важной задачей является предупреждение состояния перетренированности и «подведения» спортсмена к старту в оптимальной спортивной форме [3, 7, 24]. Важной составляющей тренировочного процесса является обеспечение строгого и объективного контроля за объёмом и интенсивностью тренировочных нагрузок и уровнем восстановительных процессов [1, 11, 25]. С этих позиций сердечно-сосудистая система является основным индикатором влияния физических нагрузок и соревновательного стресса на организм спортсмена [6, 20, 26, 27].

Общепризнанным информативным экспресс-методом определения общего функцио- нального состояния организма спортсмена и степени восстановления является анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) [4, 9, 12, 13, 17, 18]. Временные и спектральные показатели позволяют количественно и качественно оценить общую активность регуляторных механизмов. Одним из функционально значимых показателей ВСР является вариационный размах кардиоинтервалов (MxDMn), по которому судят о работе синусового узла и регуляторных механизмов системы кровообращения спортсменов [21, 22].

По данным литературы величина MxDMn в покое и ортостазе зависит в большей степени от преобладающего типа вегетативной регуляции и в меньшей мере от вида спорта, возраста и квалификации спортсменов [10, 16, 22, 23]. В представленной работе проведена оценка динамики показателей ВСР у спортсменов аэробных, анаэробных и смешанных видов спорта в зависимости от величины показателя MxDMn при умеренном преобла- дании автономного механизма регуляции (III тип) сердечного ритма [22].

Проведение функциональных проб дополняет сведения при оценке резервных возможностей, адаптационного потенциала, позволяет определить степень восстановления организма и диагностировать синдром перенапряжения миокарда у спортсменов [2, 8, 15, 19]. Анализ вегетативной реакции при выполнении ортоклиностатической пробы заключается в исследовании ритма сердца при переходе спортсмена из положения лежа в положение стоя и обратно. Вегетативная реакция на ортоклиностатическую пробу может быть нормальной, сниженной (гипо), повышенной (гипер) или парадоксальной (наоборот) – как одинаково на орто- и клиностаз, так и по-разному. Степень восстановления спортсменов после физической нагрузки определяется разностью показателей ВРС первого положения лёжа (фона) и второго положения лёжа (клиностаза) [3].

Цель исследования: сравнить особенности вариабельности ритма сердца и вегетативной реактивности высококвалифицированных спортсменов игровых, силовых и циклических видов спорта в зависимости от величины вариационного размаха при умеренном преобладании автономного механизма регуляции (III тип) сердечного ритма.

Материалы и методы исследования. В исследовании приняли участие высококвалифицированные спортсмены (КМС, МС, МСМК, ЗМС) различных видов спорта: игровые (волейбол, футбол и хоккей с мячом), силовые (бокс, пауэрлифтинг и гиревой спорт) и циклические виды (лыжные гонки и конькобежный спорт) в подготовительном периоде. Регистрацию электрокардиограммы осуществляли с использованием портативного кардиомодуля «ECG Dongle» АО «Нордавинд» (г. Москва), а обработку производили дистанционно с помощью программы «Иским 6.2» ООО «Рамена» (г. Рязань). Запись ЭКГ у спортсменов выполняли в комфортных условиях утром до зарядки и завтрака при ортоклино-статической пробе (5 минут лежа, 6 минут стоя и 6 минут лежа).

Статистическую обработку полученных данных производили с помощью программы IBM SPSS Statistics 25.0. Нормальность распределения проверяли методом Колмогорова – Смирнова. Различия определяли с помощью непараметрического U-критерия Манна – Уитни для двух независимых выборок и считали их достоверными при р < 0,05.

Результаты и их обсуждение. Сравнительный анализ показателей вариабельности ритма сердца у высококвалифицированных спортсменов аэробных, анаэробных и смешанных видов спорта с разным диапазоном колебаний значения MxDMn с умеренным преобладанием автономного механизма колебания (III тип регуляции) показал, что в исходном состоянии у игровиков средняя величина MxDMn равнялась 501,4 ± 8,00 мс и находилась в диапазоне 451–550 мс, у спортсменов циклических видов значения MxDMn 373,4 ± ± 13,34 мс соответственно находились в интервальном диапазоне 351–450 мс, а у представителей силовых видов MxDMn 322,7 ± 15,58 мс соответствовала диапазону 251–350 мс (табл. 1).

Из результатов анализа показателей ВРС спортсменов различных видов спорта следует, что у спортсменов игровых видов наблюдаются максимальные значения и других маркеров автономного контура регуляции (см. табл. 1). Так, величина показателя RMSSD 108 ± 3,90 мс достоверно выше на 38 % (р < 0,05) по сравнению со спортсменами циклических видов и на 71 % (р < 0,05) – по отношению к спортсменам силовых видов. Величина показателя pNN50% у спортсменов-игровиков на 16 % (р < 0,05) выше относительно циклических видов и на 72 % (р < 0,05) – по сравнению со спортсменами силовых видов. Различия сохраняются и по величине спектрального показателя HF, значение которого на 8 % (р > 0,05) недостоверно выше, чем в циклических видах и на 64 % (р < 0,05) – по сравнению с силовыми видами.

Максимальные значения MxDMn у спортсменов игровых видов сочетаются с высокой активностью вазомоторного центра. Так, величина LF у них на 24 % (р < 0,05) выше относительно циклических видов и на 73 % (р < 0,05) – по сравнению с силовыми видами. При сравнительном анализе показателя VLF между изученными видами спорта у спорсменов-игровиков наблюдается гиперадаптивное состояние, при котором показатель VLF на 51 % (р < 0,05) выше, чем у в циклических видах, и на 89 % (р < 0,05) – по сравнению с силовыми видами спорта.

Высокие возможности адаптационнорезервных механизмов у спортсменов игровых видов подтверждаются достоверно высоким показателем суммарной мощности спек-

Таблица 1

Table 1

Показатель Parameter	Виды спорта Sports categories
	Игровые (n = 493) Team (n = 493)	Силовые (n = 112) Strength (n = 112)	Циклические (n = 120) Cyclic (n = 120)
HR, уд./мин / HR, bpm	53,12 ± 0,34	55,42 ± 0,57*	63,25 ± 1,20*, **
MxDMn, мс / MxDMn, ms	501,4 ± 8,00	322,7 ± 15,58*	373,4 ± 13,34*, **
RMSSD, мс / RMSSD, ms	107,6 ± 3,90	62,73 ± 4,81*	78,05 ± 3,47*, **
pNN50, % / pNN50, %	49,56 ± 0,90	28,92 ± 2,39*	43,32 ± 1,87*, **
SI, у. е. / SI, c. u.	33,55 ± 1,83	85,18 ± 8,21*	88,36 ± 11,54*, **
TP, мс2 / TP, ms2	10340 ± 364,4	5528 ± 666,8*	7578 ± 558,7*, **
HF, мс2 / HF, ms2	3344 ± 179,4	2045 ± 404,3*	3108 ± 298,8**
LF, мс2 / LF, ms2	3374 ± 144,4	1944 ± 177,8*	2710 ± 243,3*
VLF, мс2 / VLF, ms2	1770 ± 81,00	935 ± 136,9*	1173 ± 135,0*, **

Основные показатели вариабельности ритма сердца у спортсменов различных видов спорта (M ± m, n = 725)

Heart rate variability parameters in athletes from various sports categories (M ± m, n = 725)

Примечание: HR – частота сердечных сокращений; MxDMn – вариационный размах; RMSSD – квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар R-R интервалов; pNN50 – процент соседних кардиоинтервалов, отличающихся друг от друга более чем на 50 мс; SI – индекс напряжения регуляторных систем; TP – суммарная мощность спектра; HF – мощность волн высокой частоты; LF – мощность волн низкой частоты; VLF – мощность волн очень низкой частоты; * – достоверные различия относительно значений игровых видов (р < 0,05); ** – достоверные различия относительно значений силовых видов (р < 0,05).

Note: HR – heart rate; MxDMn – variation range; RMSSD – square root of the mean squared differences of successive R-R intervals; pNN50 – percentage of successive R-R intervals differing by more than 50 ms; SI – stress index of regulatory systems; TP – total power of the spectrum; HF – high-frequency power; LF – low-frequency power; VLF – very low-frequency power; statistical significance is indicated as * – p < 0.05 compared to team sports athletes; ** – p < 0.05 compared to strength athletes.

тра (ТР), значение которого на 36 % (р < 0,05) выше, чем в циклических видах, и на 87 % (р < 0,05) – по сравнению с силовыми видами. При этом показатель стресс-индекса (SI) у спортсменов-игровиков резко снижен на 150 % (р < 0,05) по сравнению с силовыми видами и на 159 % (р < 0,05) – с циклическими видами спорта.

Таким образом, при преобладающем III типе вегетативной регуляции у представителей силовых (анаэробных), игровых (смешанных аэробно-анаэробных) и циклических (аэробных) видов спорта наибольшая активность парасимпатического отдела ВНС и автономного контура регуляции характерна для игровых видов с аэробно-анаэробным механизмом энергообеспечения.

При анализе ВСР у спортсменов важное значение имеет реакция на ортоклиностатиче-скую пробу, по характеру которой можно прогнозировать текущее состояние адаптационных и резервных возможностей организма [10, 22]. При появлении гипер- или гипотонической реакции состояние оценивается как

напряженное, а при парадоксальной реакции рассматривается как срыв адаптационных механизмов [3, 22].

В ходе анализа ВСР в ответ на ортостаз выявлен разный уровень вегетативной реактивности у спортсменов в зависимости от величины интервального диапазона MxDMn. Так, у игровиков показатель RMSSD снизился на 333 % (р < 0,05), pNN50 % – на 733 % (р < 0,05), HF – на 420 % (р < 0,05) (табл. 2). Активность вазомоторного центра понизилась на 84 % (р < 0,05), а корково-гуморального VLF – на 74 % (р < 0,05). В результате суммарная мощность спектра ТР стала меньше на 176 % (р < 0,05), а показатель напряженности регуляторных систем SI увеличился на 315 % (р < 0,05) (см. табл. 2). В целом у спортсменов игровых видов спорта при наличии гиперреактивной реакции на ортостаз сохраняются механизмы регуляции.

У спортсменов силовых видов спорта реакция на ортостаз менее выраженная. Так, показатель MxDMn снижается на 45 % (р < 0,05), RMSSD – на 174 % (р < 0,05), pNN50 % – на

Таблица 2

Table 2

Основные показатели вариабельности ритма сердца у спортсменов различных видов спорта при выполнении ортоклиностатической пробы (M ± m) Heart rate variability parameters in athletes from various sports categories during orthoclinostatic test (M ± m)

Показатель Parameter	Виды спорта Sports categories	Фазы выполнения пробы / Test phases
		Фон Baseline	Ортостаз Orthostasis	Клиностаз Clinostasis
HR, уд./мин HR, bpm	Игровые / Team	53,12 ± 0,34	80,35 ± 0,58*	50,73 ± 0,39*, **
	Силовые / Strength	55,42 ± 0,57	74,71 ± 0,70*	54,36 ± 0,84*, **
	Циклические / Cyclic	63,25 ± 1,20	101,5 ± 1,67*	61,09 ± 1,34**
MxDMn, мс MxDMn, ms	Игровые / Team	501,4 ± 8,00	270,4 ± 4,48*	531,8 ± 9,90*, **
	Силовые / Strength	322,7 ± 15,58	222,9 ± 5,81*	347,6 ± 25,27**
	Циклические / Cyclic	373,4 ± 13,34	180,9 ± 8,68*	388,8 ± 16,97**
RMSSD, мс RMSSD, ms	Игровые / Team	107,6 ± 3,90	25,39 ± 0,56*	111,2 ± 2,67*, **
	Силовые / Strength	62,73 ± 4,81	22,81 ± 1,01*	86,89 ± 8,99**
	Циклические / Cyclic	78,05 ± 3,47	13,83 ± 0,81*	96,71 ± 5,18*, **
pNN50, % pNN50, %	Игровые / Team	49,56 ± 0,90	5,74 ± 0,31*	51,66 ± 0,98**
	Силовые / Strength	28,92 ± 2,39	5,32 ± 0,75*	39,61 ± 3,82**
	Циклические / Cyclic	43,32 ± 1,87	1,94 ± 0,36*	46,52 ± 1,96**
SI, у.е. SI, c.u.	Игровые / Team	33,55 ± 1,83	141,3 ± 5,30*	31,20 ± 2,00*, **
	Силовые / Strength	85,18 ± 8,21	164,2 ± 11,54*	97,20 ± 12,48**
	Циклические / Cyclic	88,36 ± 11,54	616,3 ± 79,77*	82,02 ± 9,81**
TP, мс2 TP, ms2	Игровые / Team	10340 ± 364,4	3747 ± 150,6*	12040 ± 448,1*, **
	Силовые / Strength	5528 ± 666,8	2414 ± 149,5*	8933 ± 1568,0**
	Циклические / Cyclic	7578 ± 558,7	2089 ± 226,0*	9797 ± 918,3**
HF, мс2 HF, ms2	Игровые / Team	3344 ± 179,4	273 ± 14,78*	3723 ± 186,0*, **
	Силовые / Strength	2045 ± 404,3	204 ± 24,98*	4790 ± 1082,9*, **
	Циклические / Cyclic	3108 ± 298,8	121 ± 12,91*	5304 ± 611,3**
LF, мс2 LF, ms2	Игровые / Team	3374 ± 144,4	1832 ± 66,25*	4177 ± 199,5*, **
	Силовые / Strength	1944 ± 177,8	1534 ± 83,4	2949 ± 554,0
	Циклические / Cyclic	2710 ± 243,3	1066 ± 131,8*	2610 ± 272,4**
VLF, мс2 VLF, ms2	Игровые / Team	1770 ± 81,00	1014 ± 59,15*	1847 ± 88,76**
	Силовые / Strength	935 ± 136,9	477 ± 62,6*	888 ± 123,6*
	Циклические / Cyclic	1173 ± 135,0	618 ± 72,6*	988 ± 137,8**

Примечание: см. табл. 1.

Note: see Table 1.

48 % (р < 0,05), HF – на 898 % (р < 0,05). Активность вазомоторного центра снизилась на 27 %, а корково-гуморального контура – на 96 % (р < 0,05). Показатель суммарной мощности уменьшился на 129 % (р < 0,05), а уровень напряженности повысился на 93 % (р < 0,05) (см. табл. 2). Следовательно, у представителей силовых видов спорта реакция в ответ на ортостаз протекает по оптимальному типу.

У представителей циклических видов спорта уровень вегетативной реактивности разный, что отражается в показателях автономного и центрального механизмов регуляции. В частности, среди маркёров автономного кон-

тура регуляции при переходе в ортостаз показатель MxDMn снижается на 106 % (р < 0,05), RMSSD – на 436 % (р < 0,05), pNN50 % – на 1367 % (р < 0,05), HF – на 2469 % (р < 0,05), а снижение показателей центрального контура регуляции существенно меньше: LF – на 154 % (р < 0,05), VLF – на 89 % (р < 0,05) (см. табл. 2). Однако в результате стремительного снижения активности парасимпатического отдела ВНС показатель SI увеличился на максимальную величину – 600 % (р < 0,05).

При возвращении в клиностаз динамика и выраженность изменений показателей у представителей изученных видов спорта оказалась

разной. Следует отметить, что независимо от вида спорта градиент изменений показателей не всегда достигал статистически значимого уровня (см. табл. 2). Речь идет о величине сдвига в зависимости от вида спорта. Так, у спортсменов игровых видов в клиностазе показатели MxDMn, RMSSD, pNN50 %, TP, HF, LF, VLF выше на 6, 3, 4, 16, 11, 24 и 4 % соответственно относительно фоновых показателей, а показатель SI меньше на 8 % (см. табл. 2). У спортсменов силовых видов в клиностазе повышение показателей заметно выше. Так, MxDMn, RMSSD, pNN50 %, TP, HF, LF повышаются относительно фоновых значений на 8, 38, 39, 62, 134, 52 % соответственно (см. табл. 2). Наибольший прирост регистрируется по спектральным характеристикам. В отличие от спортсменов игровых видов, у группы силовых видов показатель SI в клиностазе повышается на 14 %. У представителей циклических видов спорта в клиностазе часть показателей повышается. Среди них MxDMn – на 4 %, RMSSD – на 24 %, pNN50 % – на 9 %, ТР – на 29 %, HF – на 71 %, а отдельные понижаются: LF – на 4 %, VLF – на 19 % и SI – на 7 % (см. табл. 2).

Выводы

• 1.    Из представителей игровых, силовых и циклических видов спорта наибольшая активность парасимпатического отдела ВНС и автономного контура регуляции характерна для игровых видов с аэробно-анаэробным механизмом энергообеспечения. Высокие возможности адаптационно-резервных механизмов у игровиков подтверждаются достоверно высоким показателем суммарной мощности спектра, при этом показатель индекса напряжения регуляторных систем у них резко снижен.

• 2.    Анализ ВСР на основе учета диапазона колебаний показателя MxDMn расширяет возможности прогнозирования функционального состояния и характер адаптационнорезервных возможностей организма спортсменов с разными типами энергообеспечения. Метод анализа ВСР имеет большое практическое значение в профессиональном спорте и очень необходим для коррекции тренировочного процесса в соответствии с общим функциональным состоянием организма спортсмена, вегетативной реактивностью на пробы, степенью восстановления и типом регуляции.