Регуляция кровообращения у спортсменов в условиях относительного покоя

И зучению регуляции кровообращения у человека под влиянием интенсивных физических нагрузок посвящено огромное количество исследований.

Оценка регуляции кровообращения у спортсменов в условиях относительного покоя в положении лежа не всегда может дать точное и адекватное представление о её функциональном состоянии. Для детальной оценки необходимо изучение реакции кровообращения в ответ на различные по силе и природе нагрузки.

Регуляторные системы организма -это постоянно действующий аппарат слежения за состоянием всех систем и органов, их взаимодействием и за соблюдением равновесия между организмом и внешней средой. Активность регуляторных систем зависит от функционального состояния организ- ма. Авторы условно выделяют три уровня активности регуляторных систем: 1) уровень контроля, 2) уровень регуляции, 3) уровень управления.

В обычных условиях, когда регулируемая (контролируемая) система работает в нормальном режиме, не испытывая дополнительных нагрузок, регуляторный механизм выполняет лишь контрольные функции, то есть воспринимает информацию о состоянии регулируемой системы и не вмешивается в ее работу. Ели же возникают дополнительные нагрузки, если регулируемой системе требуется увеличить расход энергии на выполнение своих функций, то регуляторный механизм переходит на более высокий уровень активности - уровень регуляции. В этом случае через соответствующие нервные и гуморальные каналы в регулируемую систему посы- лаются сигналы управления, обеспечивающие мобилизацию необходимых дополнительных функциональных резервов. Если же собственные резервы регулируемой системы оказываются недостаточными для достижения необходимого эффекта, то механизмы регуляции переходят на режим управления [2].

Для полноценного анализа регуляции кровообращения необходимо исследование деятельности кровообращения не только в состоянии относительного покоя, но также во время и после предъявления организму определенных стандартизированных и максимальных нагрузок. До нагрузки определяется его базальный уровень активности, а снижение активности систем кровообращения в состоянии относительного покоя, в положении лежа, указывает на экономизацию функций. Экономизация функций кровообращения в покое свидетельствует о снижении энергозатрат для обеспечения организма кислородом и питательными веществами, отражая ее оптимальность регуляции. Изучение работы кровообращения и ее регуляции при стандартной нагрузке позволяет также сказать об ее экономизации: чем выше реакция показателей кровообращения, тем ниже ее возможности и резервы, поскольку все системы имеют предельные величины работы. Анализ работы кровообращения при максимальной нагрузке позволяет выявить ее абсолютные возможности и резервы, то есть те пределы функционирования, на которые способна выйти система кровообращения. Следовательно, чем выше абсолютные величины и реакция системы кровообращения, тем больше ее возможности [6].

Для изучения регуляции кровообращения используют различные методы и подходы. В последнее время, кроме общепринятых методов (ЭКГ, аускультативная и осциллометрическая тонометрия) большую популярность и распространение получили реографический методы оценки центральной и периферической гемодинамики, а также метод оценки вариабельности сердечного ритма. Интерес к этим методам обусловлен неинва-зивностью, простотой подготовки пациента к измерению, возможностью их использования во время различных тестовых проб-нагрузок и компьютеризацией обработки первичных данных (реограмм и R-R-интервалов). Другой важной их особенностью является возможность получения информации за каждый сердечный цикл, что снижает неточности за счет косвенной оценки кровотока (реогра-фия).

Использование в практике спортивной медицины метода тетрапо-лярной реографии центрального пульса позволяет оперативно и необременительно для спортсмена измерять величины МОК и УОК как в условиях покоя, так и при выполнении различных видов мышечных нагрузок непредельной мощности, а также получать кривые переходных процессов изменения МОК и УОК при нагрузке и в ходе последующего восстановления [9]. Это, в свою очередь, создает возможности для повышения уровня достоверности оценки функционального состояния аппарата кровообращения спортсмена.

Вариабельность ритма сердца как метод оценки автономной регуляции сердца. В последние годы большой интерес проявляется к анализу вариабельности кардиоритма. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) - это изменчивость R-R интервалов последовательных циклов сердечных сокращений возле его среднего значения. Назначение метода ВСР заключается в неинвазивном измерении автономной нервной регуляции сердечно- го ритма, как его симпатического, так и парасимпатического контроля [12]. Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий. Ритм его сокращений, регулируемый через симпатический и парасимпатический отделы автономной нервной системы, очень чутко реагирует на любые стрессор-ные воздействия. Поэтому математический анализ ритма сердца – наиболее простой и доступный метод, позволяющий судить о степени напряжения регуляторных систем и позволяющий вести непрерывный динамический контроль [15].

В физиологии мышечной деятельности показатели ВСР дают важную информацию о влиянии спортивной тренировки на состояние автономной регуляции сердечного ритма и, таким образом, об общем функциональном состоянии спортсмена. Анализ этих параметров используется также для выявления состояний перенапряжения и перетренировки [13]. В настоящее время к наиболее популярным методам математического анализа ВСР относятся: статистический анализ, вариационная пульсометрия и спектральный анализ. Эти методы применимы для оценки ВСР в состоянии покоя и при функциональных нагрузках. Рабочей группой по вариабельности ритма сердца Европейского общества кардиологов и СевероАмериканского общества по кардиостимуляции и электрофизиологии предлагается использовать несколько наиболее информативных показателей для оценки сердечного ритма [12]: R-R, SDNN, RMSSD, HF, LF, их относительные мощности и отношение LF/HF.

R-R – средняя длительность нормальных R-R-интервалов электрокардиограммы и обратная величина этого показателя – средняя ЧСС. Показатель R-R отражает конечный резуль- тат многочисленных регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы.

SDNN (standart deviation of the NN interval) – стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов R-R. SDNN является интегральным показателем, характеризующим ВСР в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов вегетативной системы, что, однако, не позволяет достоверно судить о влиянии на ВСР каждого из них в отдельности.

RMSSD - показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Он отражает также активность автономного контура регуляции.

Мощность высокочастотной составляющей спектра (0,15 - 0,4 Гц) (HF волны) характеризует активность парасимпатического отдела автономной нервной системы [16].

Мощность низкочастотной составляющей спектра (0,04 - 0,15 Гц) (LF волны). Большинство исследователей считают этот показатель (LF) маркером симпатической модуляции сердечного ритма. Имеется множество аргументов в пользу того, что LF отражает состояние системы регуляции сосудистого тонуса. Вместе с тем, сейчас установлено, что в покое его величина, также как и HF детерминируется активностью блуждающего нерва [13].

В то же время отечественные исследователи продолжают применять некоторые показатели, например, индекс напряжения (SI), не вошедшие в этот список, но являющиеся достаточно информативными при исполь- зовании различных функциональных проб [5]. SI характеризует активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции. Активация центрального контура, усиление симпатической регуляции во время психических или физических нагрузок проявляется стабилизацией ритма и росте SI. В целом, выбор оптимального набора показателей ВСР определяется, с одной стороны, целями и задачами конкретного исследования, с другой - техническими возможностями аппаратуры.

Метод оценки ВСР используется в самых разнообразных областях прикладной физиологии и клинической медицины, сфера их использования продолжает расширяться, а интерес к ВСР - расти.

Регуляция кровообращения у спортсменов в состоянии покоя. Общепринятым в литературе тезисом является положение об оптимизации регуляции кровообращения под влиянием физической тренировки. Оптимальность регуляции кровообращения в состоянии относительного покоя, а также при непредельных физических нагрузках характеризуется снижением уровня активности сердечной деятельности и меньшей величиной реакции в ответ на нагрузку. Напротив, при предельных физических нагрузках оптимальность регуляции выражается в максимальном уровне и увеличении величины реакции сердечной деятельности [6]. Оптимальное состояние сердечнососудистой системы в различных состояниях можно выявить на основе показателей вариабельности сердечного ритма и центральной гемодинамики.

Высокий уровень активности парасимпатического тонуса и снижение уровня симпатовагусного баланса регуляторных влияний автономной нервной системы в состоянии относи- тельного покоя, по-видимому, является важным механизмом оптимизации регуляции кровообращения у спортсменов. Высокая вариабельность сердечного ритма с преобладанием мощности HF волн спектрального анализа в этом случае есть маркер оптимального состояния автономной регуляции сердца у спортсменов в состоянии покоя. Действительно, в настоящее время установлены многочисленные факты повышенной вариабельности сердечного ритма за счет усиления тонуса вагуса у адаптированного к интенсивным физическим нагрузкам организма человека [8].

Исследования, проведенные Цыгановой Т.Т. и Ковтун Л.Г. на взрослых спортсменах, показывают, что с ростом тренированности независимо от пола и возраста спортсменов, достоверно увеличиваются средние величины показателей, характеризующих активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и уменьшается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Результаты исследований, проводимых на юных спортсменах Гушту-рова И.В., Нивина Ю.В., свидетельствуют о том, что под влиянием расширенного двигательного режима структура сердечного ритма в покое меняется, отражая процессы установления новых более благоприятных взаимоотношений: снижения симпатических и усиления парасимпатических влияний на сердце. Независимо от пола у школьников спортивного класса значительно повышался уровень функционирования синусового узла и увеличивался вариационный размах.

Еремеев С.И., Черапкина Л.П., изучали характер изменений спортивных результатов и параметров ВСР у 68 спортсменов различных специализаций в течение 5 месяцев. Ими установлено, что в группе спортсменов с положительной динамикой результатов показатели SDNN и HF увеличились, а LF - уменьшился. Показатель VLF уменьшился в абсолютном и в относительном измерении. В группе с признаками стагнации спортивных результатов были отмечены разнонаправленные изменения показателей ВСР. При отрицательной динамике результатов были отмечены опережающие на 2-4 недели изменения показателей ВСР. Так показатели SDNN и HF снизились, параметр LF — уменьшился, VLF уменьшился в абсолютном, но увеличился в относительном измерении. Эти и другие работы свидетельствуют об увеличении ВСР под влиянием физической тренировки и повышении тонуса вагуса.

Вместе с тем, многие работы сообщают об отсутствии изменений показателей ВСР или даже сообщают о их снижении под влиянием физических нагрузок большого объема и интенсивности [10].

Авторами (Климовский П.С., Шкреб-ко А.Н.) на 18 волейболистах - игроках молодежной сборной России в возрасте 19-20 лет методом ВСР показано, что показатели, а именно – математическое ожидание, мода, среднее квадратическое отклонение, вариационный размах, амплитуда моды, индекс напряжения регуляторных систем, индекс вегетативного равновесия, вегетативный показатель ритма и показатель адекватности процессов регуляции, были разнонаправлены, имели мозаичный характер, не могли служить для достоверной оценки функционального состояния спортсменов и были мало подвержены изменениям на протяжения круглогодичного тренировочного процесса.

Schmitt L. установили, что интенсификация тренировки по сравнению с предыдущими периодами была связана с ростом ЧСС покоя, снижением ТР и мощности HF волн, а изменение этих параметров коррелировало с изменением (снижением) аэробной работоспособности. Earnest C.P. и соавторы анализируя изменение ВСР в течение многодневной велогонки по Испании, также показали, что ВСР не изменялась в течение 2-х периодов велогонки, однако между уровнем физического напряжения (произведение длительности нагрузки на среднюю ЧСС во время нагрузки) и всеми параметрами ВСР (ТР, SDNN, HFnor, и в меньшей мере LFnor) были установлены отрицательные связи (р<0,01), указывающие на снижение ВСР и сдвиг сим-пато-вагусного баланса в сторону симпатической активности во время увеличения физического напряжения.

Хмелевой С.Н. и соавторами, выполнена специальная серия исследований на пловцах, под наблюдением находились 26 пловцов юношей в возрасте 14-17 лет, в которой изучалось влияние на функциональное состояние организма так называемых ударных нагрузок, отличающихся от обычных повышенным объемом и интенсивностью. При этом у юношей-пловцов возросла степень синусовой аритмии (по средним значениям - с 0,25±0,5 до 0,36±0,04 с). Отмечались случаи выраженной синусовой брадикардии (42-43 уд/мин), резко выраженной синусовой аритмии, когда индивидуальные значения R-R-интервалов составили 0,45-0,56 с. Отмечено появление узлового ритма, увеличение количества случаев миграции источника ритма. Все это, по мнению авторов, свидетельствует о значительной вариативности реакции сердечно-сосудистой системы у отдельных спортсменов.

В другом исследовании Абрамов В.В. и др., на юных спортсменках, занимающихся художественной гимнастикой было выявлено умеренное или выраженное преобладание тонуса симпатической нервной системы у

56%; парасимпатической нервной системы - 39%; нарушение функции автоматизма 43%.

Михайлов В.М. подчеркивает, степень выраженности снижения показателей спектральной мощности у спортсменов отражает физиологическую цену деятельности, в данном случае - физиологическую цену тренировки. Диагностическая ценность подобных исследований заключается в том, что они позволяют при повторных регистрациях оценить, какова выраженность снижения и насколько полно восстановились адаптационные резервы (функциональное состояние) организма. Отсутствие восстановления спектральной мощности ВСР на следующий день после тренировки, избыточное нарастание симпатоадреналовой активности позволяют осуществлять раннюю диагностику таких состояний как утомление и переутомление, снижение уровня тренированности.

Для оценки оптимальности регуляции сердечно-сосудистой системы при физической тренировке всегда используют показатели центральной гемодинамики: ударный объем крови (УОК), частоту сердечных сокращений (ЧСС), минутный объем крови (МОК), общее периферической сосудистое сопротивление (ОПСС), артериальное давление (АД).

Большинство спортивных кардиологов признает главным фактором оптимизации МОК у спортсменов -увеличенный УОК [7]. Так, в работах Ванюшина М.Ю. показано, что в процессе физической подготовки значительные изменения претерпевает насосная функция сердца: увеличивается УОК и снижается ЧСС. Это особенно заметно при исследовании спортсменов, мышечная деятельность которых направлена преимущественно на развитие выносливости с использованием динамических видов физических упражнений. Увеличение УОК при динамических тренировках обусловлено увеличением объема сердца и растяжением сердечной мышцы [9]. В то же время исследования, проведенные рядом авторов, показали, что тренировка силовыми упражнениями приводит к значительной гипертрофии миокарда сердца при выраженном увеличении толщины сердечной стенки. Рядом исследователей обнаружено, что выполнение статических физических нагрузок спортсменами-штангистами сопровождается утолщением стенок миокарда. У спортсменов, занимающихся бодибилдингом, показатели сердечного выброса статистически достоверно выше, чем у лиц, не занимающихся спортом. Однако более выраженному увеличению УОК способствуют упражнения динамического характера, которые применяются в тренировке лыжников, бегунов-легкоатлетов на средние и длинные дистанции [3]. В ходе тренировочного процесса изменение величин тренировочной нагрузки, а также продолжительность периода восстановления, отражаются на величинах центральной гемодинамики. При увеличении объема и интенсивности нагрузок может происходить рост насосной функции сердца за счет увеличения УОК. Так, показано, что показатели УОК у спортсменов увеличиваются в соревновательный период, где наряду с интенсивными соревновательными нагрузками имеют место и объемные мышечные тренировки показано, что увеличение объема и интенсивности физических нагрузок, направленных на развитие выносливости лыжников, в соревновательном периоде годичного цикла мышечных тренировок способствует более выраженному развитию брадикардии тренированности.

Однако состояние утомления в первые сутки после напряженных нагрузок, как например соревнование «Ай- ренмэн», характеризовалось повышенным МОК за счет повышенного ЧСС, при параллельном существенном снижении артериального давления за счет значительного снижения ОПСС в положении лежа [14]. На сдвиг типа кровообращения в сторону гиперкинетического типа, т.е. к росту МОК, указывали Дембо А.Г. и Земцовский Э.В. при нарастании тренировочных нагрузок с параллельным накоплением симптомов утомления.

Как видно из представленных данных, накоплено значительное количество информации по исследованию автономной регуляции сердечного ритма и центральной гемодинамики у спортсменов в состоянии покоя. Однако результаты проведенных исследований не всегда можно интерпретировать однозначно, поскольку физиологические механизмы, обусловливающие эти различия, остаются мало изученными.