Симпато-парасимпатические взаимодействия в регуляции сердечного ритма баскетболистов студенческой лиги

Введение. В игровых видах спорта, где выражены переменный характер работы, ситуативная интенсивность игровой деятельности и высокое эмоциональ- ное возбуждение, актуальным является исследование вегетативной нервной регуляции адаптационных систем [7, 9, 16, 19, 21]. Так, сбалансированная вегетативная регуляция сердечно-сосудистой системы (ССС) позволяет спортсмену в условиях высокоинтенсивной нагрузки максимально использовать кардиальные резервы и экономизировать энерготраты [14, 15, 24]. Индикатором нервной регуляции функций ССС является сердечный ритм [1, 2], в котором определяются преобладающие влияния симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы [6, 34]. В состоянии покоя влияние обоих отделов на сердце уравновешено. При интенсивной нагрузке растет активность симпатического и падает активность парасимпатического отдела, что обусловливает повышение частоты сердечных сокращений (ЧСС). В данном случае механизм повышения ЧСС связан с комбинацией двух факторов – устранение ингибирующего влияния парасимпатического тонуса и усиление адренергической регуляции [20, 22, 23, 24]. В то же время в условиях интенсивной нагрузки у высокотренированных «выносливых» спортсменов показано отсутствие эффекта снижения парасимпатического тонуса либо его усиление, что, по мнению ряда специалистов [10, 12, 13, 17], является благоприятным критерием изменений в регуляторных механизмах адаптации.

В баскетболе, особенно в студенческом, разработка критериального аппарата оценки регуляции вегетативных функций является крайне актуальной, так как в студенческих сборных командах играют спортсмены разного квалификационного уровня [18], что требует дифференцированного контроля параметров нагрузки и адаптации. В связи с этим анализ вегетативных регуляторных алгоритмов у баскетболистов разной квалификации студенческой лиги позволит прогнозировать функциональные возможности игроков на этапах подготовки в студенческом спорте. Целью явилось определение особенностей симпато-парасимпатических взаимодействий в регуляции сердечного ритма баскетболистов разной квалификации студенческой лиги.

Методы. Обследованы баскетболисты студенческих лиг ассоциации студенческого баскетбола (АСБ) 19-27 лет (n=34), имеющие разную спортивную квалификацию – разрядники (игроки взрослых разрядов, n=20), кандидаты в мастера спорта (КМС, n=8), мастера спорта (МС, n=6). Исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) проводили реографическим методом с использованием восьмиканального тетраполярного реографа РЕОКОМ (Стандарт). Статистическому анализу были подвергнуты частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), стандартное отклонение средних значений NN интервалов (SDANN), квадратный корень из суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов (RMSSD, мс), число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (pNN50, n). Спектральный анализ волновой структуры ВСР применяли для определения мощности (мс2) волн различной частотной характери- стики: с высокочастотными колебаниями (HF), низкочастотными колебаниями (LF) и колебаниями очень низкой частоты (VLF). Коэффициент вагосимпатиче-ского взаимодействия (LF/HF, %) определяли по отношению средних значений низкочастотного и высокочастотного компонентов ВСР. Геометрический анализ использовали для определения показателей моды (Мо), амплитуды моды (аМо), индекса напряжения регуляторных систем (ИН). Показатели изучали в состоянии покоя и в стандартном велоэргометрическом ступенчато-возрастающем тесте [2], в котором предусматривалось выполнение не менее 5 минут работы в пороговых режимах нагрузки (W): аэробном (W1 – 60–75 Вт, ЧСС – 120–130 уд/мин), аэробно-анаэробном (W2 – 120–150 Вт, ЧСС – 150–160 уд/мин), анаэробноаэробном (W3 – 180–220 Вт, ЧСС – 170–185 уд/мин). Исследования проведены в подготовительном периоде годичного тренировочного процесса при добровольном информированном согласии игроков. Цифровой материал обрабатывался на персональном компьютере с использованием пакета программ STATISTICA 10.0. Проверку нормального распределения проводили с помощью критерия Шапиро-Уилка. Далее вычисляли среднее значение (s) исследуемых величин и ошибку среднего арифметического (sX). Статистически значимые различия определялись с помощью t-критерия Стьюдента при значимости р < 0,05.

Результаты. Изучение ВСР у баскетболистов студенческой лиги позволило получить характеристики регуляторных взаимодействий вегетативных параметров в условиях исходного состояния покоя и при выполнении пороговых режимов работы. Значительные сдвиги большинства исследуемых параметров и их достоверные различия относительно исходного состояния зарегистрированы на уровне работы в анаэробно-аэробном режиме, и в меньшей степени видны изменения в аэробно-анаэробном и аэробном режимах (таблица 1). В данных условиях отмечены сдвиги спектральных и статистических показателей ВСР, характеризующие вегетативные реакции на уровне симпатической и парасимпатической регуляции.

Так, у игроков-разрядников и КМС установлено достоверное повышение мощности LF-волн, значимое снижение мощности НF-волн (рисунок) и увеличение индекса вагосимпатического равновесия LF/НF, что говорит о преобладании симпатических влияний и усилении централизации в управлении сердечным ритмом. При таком характере вегетативной регуляции определяется достоверное снижение ключевого показателя вариабельности – SDANN и показателя Мо, повышение мощности VLF-волн, рост показателей аМо и ИН, что свидетельствует об относительном напряжении регуляторных механизмов.

У спортсменов МС выявляется сравнительно высокая мощность всех спектральных показателей волновой структуры ВСР, меньшая степень снижения мощности VLF-волн и отсутствие достоверных различий в величинах мощности НF-волн на высокоинтенсивном

Таблица

Значения (s±sX) показателей ВСР баскетболистов в исходном состоянии покоя и при выполнении пороговых режимов работы (W)

Параметры	Покой	W1	W2	W3
Разрядники
SDANN, мс	69,4±3,58	61,4±1,06	59,4±2,31*	46,8±4,01*
RMSSD, мс	63,6±6,12	53,2±2,23	44,6±2,12*	34,5±2,57**
pNN50, %	18,8±1,51	18,1±1,32	16,8±1,24	15,1±1,30*
Мо, мс	725,0±28,12	698,2±16,11	625,2±18,42	515,0±26,5*
АМо, %	83,5±3,72	89,4±4,79	113,5±4,38**	131,4±6,18***
ИН, усл. ед.	202,5±7,71	215,8±6,23	252,5±5,67	296,1±13,10*
VLF, мс2	1286,2±19,31	1343,2±14,35	1386,2±10,26	1503,1±17,16*
LF, мс2	1398,0±13,75	1566,3±16,32	1589,4±16,98	1666,0±16,38*
HF, мс2	681,3±12,09	536,7±19,81	542,6±19,54	487,7±12,82*
LF/HF	2,05±0,11	2,9±0,08*	2,9±0,07*	3,03±0,12*
КМС
SDANN, мс	78,4±3,98	73,6±2,02	68,1±2,08	56,4±4,38*
RMSSD, мс	92,4±6,40	84,9±3,57	72,2±4,83	60,1±5,74*
pNN50, %	25,8±1,57	25,2±2,07	21,8±1,14	19,4±±1,90*
Мо, мс	1015,1±17,8	1000,3±13,3	914,8±13,8	835,0±19,63*
АМо, %	32,8±5,10	39,2±3,85	52,8±3,20*	66,2±4,42**
ИН, усл. ед.	164,4±6,02	169,2±3,87	174,8±3,45	197,6±5,75*
VLF, мс2	1176,8±13,51	1267,4±10,30	1399,2±12,93*	1417,4±16,39*
LF, мс2	1327,4±15,65	1527,4±15,62	1530,3±13,04	1555,0±19,24*
HF, мс2	1491,2±14,33	1491,9±14,57	1453,2±19,09	1186,8±12,01*
LF/HF	0,89±0,26	1,02±0,09	1,05±0,01*	1,31±0,25*
МС
SDANN, мс	103,0±9,13	100,8±7,73	93,5±7,19	88,0±3,72
RMSSD, мс	165,65±7,5	162,35±8,02	154,94±7,1	148,0±4,58
pNN50, %	67,8±1,08	65,4±1,15	60,1±1,16*	60,6±1,7*
Мо, мс	825,0±7,45	823,3±6,89	800,47±7,91	800,0±9,51
АМо, %	67,5±6,70	64,2±6,53	60,7±4,85	61,8±3,70
ИН, усл. ед.	74,3±6,01	79,6±5,83	84,2±4,81	93,3±12,1
VLF, мс2	1100,3±15,5	1190,7±12,95	1182,1±10,16	1255,5±19,4
LF, мс2	3530,3±13,04	3898,05±13,74	3810,5±12,67	4030,3±12,5**
HF, мс2	3653,5±19,02	3567,9±18,07	3540,5±18,23	3606,8±19,74
LF/HF	0,96±0,09	1,09±0,11	1,07±0,14	1,11±0,11

Примечание: *p < 0,05, ** < 0,01, ***p < 0,001 по отношению к исходному уровню

Примечание: достоверность указана по отношению к исходному состоянию

Рисунок. Динамика параметров мощности HF-волн (А) и LF-волн (Б) у баскетболистов студенческой лиги при выполнении работы в пороговых режимах (W)

пороге нагрузки, то есть отсутствие снижения парасимпатических влияний по отношению к исходному состоянию (рис. 1А). При данном варианте регуляции достоверное снижение показателей SDANN и Мо не выявляется, показатели аМо и ИН значимо не увеличиваются, а индекс LF/НF достоверно снижается, что, по критериям здоровья Р.М. Баевского [2], соответствует высокому адаптационному уровню. Такие статистические показатели высококвалифицированных игроков, как RMSSD и pNN50, характеризующие активность парасимпатического отдела ВНС, во время нагрузки также значимо не изменяются. Таким образом, для игроков высокого уровня квалификации характерным является вариант нервной регуляции, при котором не выявляется эффект снижения парасимпатического тонуса при пороговой ЧСС 170–185 уд/мин. На первый взгляд выявленный эффект не согласуется с представлением о регуляторных механизмах адаптации, обеспечивающих повышение ЧСС. Тем не менее в ряде научных публикаций показано, что снижение парасимпатического тонуса при нагрузке может происходить при разной величине ЧСС, зависящей от функционального уровня ССС. Так, анализ математической модели изменчивости кардиоинтервалов, полученных при нагрузочном тестировании, позволил А.Л. Поха-чевскому [17] определить ЧСС, при которой снижается показатель вариабельности (SDANN) и происходит ускользание сердечной мышцы от парасимпатического контроля. У нетренированных лиц эта точка регистрируется при 135 уд/мин, а у высокотренированных – при достижении 170 уд/мин, то есть фактически при анаэробно-аэробном пороге нагрузки, что, по мнению автора, является благоприятным признаком адаптации. В то же время подобный эффект, выявленный авторами [11] у марафонцев, рассматривался как нарушение вегетативной регуляции ритма сердца и признак срыва кардиальных механизмов, в частности механизма Франка-Старлинга. Отмечалось, что такой вариант срочной адаптации к продолжительной напряженной нагрузке может приводить к состоянию фибрилляции. Очевидно, что существует пороговый уровень ЧСС, при котором парасимпатический контроль сердечной мышцы является безопасным и не вызывает выраженных функциональных нарушений миокарда [4]. Превышение этого порога требует перехода на симпатическую и адренергическую регуляцию, обеспечивающую усиление сократительной способности миокарда при развивающихся явлениях гипоксии нагрузки. В пользу данного предположения говорят установленные закономерности срочной адаптации высококвалифицированных спортсменов и концепция антигипоксических функциональных систем (АФС) [5], которые достигают антигипоксического эффекта за счет интенсификации деятельности эффекторов (увеличение ЧСС и ударного объема сердца), не увеличивая, а снижая тем самым энергетические траты. В качестве ведущих компонентов АФС выступают тормозные системы центрального нервного аппарата и релаксационные процессы нервной и мышечной регуляции. Вероятно, что установленный нами эффект отсутствия снижения парасимпатического тонуса при высокоинтенсивной нагрузке у высококвалифицированных баскетболистов студенческой лиги связан с высокой активностью антигипок-сического механизма адаптации. Однако объективную оценку данному эффекту можно дать при его сопоставлении с кардиальными и гемодинамическими функциями.

Выводы.

• 1.    В условиях анаэробно-аэробного порогового режима работы для баскетболистов студенческой лиги сравнительно низкого квалификационного уровня (взрослых разрядов, КМС) характерен вариант вегетативной регуляции сердечного ритма, при котором усиливается активность симпатических и снижается активность парасимпатических модулирующих влияний на миокард.

• 2.    Для игроков высокого уровня квалификации студенческой лиги (МС) характерен эффект отсутствия снижения парасимпатических влияний на сердечный ритм при пороговой ЧСС 170-185 уд/мин.