Вариабельность сердечного ритма студентов вуза разной физической подготовленности

I.Yu. Anfilatov, , N.S. Tumanova, , Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia

Введение. В современной спортивной сфере многие научные исследования направлены на накопление различных информационных баз и решение вопросов, встречающихся в данном направлении. На их основе для спортсменов разрабатываются индивидуальные программы тренировок, нацеленные на реализацию максимального физического потенциала. При составлении таких программ необходимо учитывать не только антропометрические, но и психофизиологические характеристики спортсмена, так как тип вегетативной регуляции может влиять на способность преодолевать различную нагрузку [1].

Для отслеживания динамики анатомических и физиологических показателей проводятся регулярные медицинские обследования, спектр и частота которых влияет на качество и развернутость результатов. Однако спортсменам сложно выделить достаточно времени для частых обследований. В качестве возможного решения данной проблемы можно использовать системы мониторинга, встроенные в электронные гаджеты, носимые пользователями. В качестве примера такой системы может послужить приложение, отслеживающее уровень стресса у пользователей фитнес-браслетов или умных часов, которое работает за счет встроенного оптического пульсометра и программы, вычисляющей показатели вариабельности сердечного ритма через математическую обработку записи кардиограммы [9].

Целью данного исследования является исследование состояния вегетативной нервной системы у студентов, занимающихся и не занимающихся профессиональным спортом, с использованием вариабельности сердечного ритма, а также проведение классификации типов вегетативной регуляции добровольцев.

Материалы и методы. В данном открытом рандомизированном исследовании с их добровольного согласия приняли участие практически здоровые лица мужского пола в возрасте от 19 до 24 лет, обучающиеся в высшем учебном учреждении. На основе результатов добровольцы были поделены на две группы:

• 1.    Целевая группа – студенты-спортсмены, занимающиеся профессиональным спортом в период проведения научного исследования, имеющие спортивный стаж не менее 3 лет. В данную группу вошло 22 человека, средний возраст которой составил 20 лет.

• 2.    Контрольная группа – студенты, не занимающиеся профессиональным спортом

на момент исследования или не имеющие спортивный стаж более 3 лет. В данную группу вошло 20 человек, средний возраст которых составил 20 лет.

Согласно условиям проводимого исследования, в нем не могли принять участие студенты с наличием острого или хронического заболевания в состоянии обострения, неврологических или психических заболеваний, пороков сердца или заболеваний, приводящих к нарушению ритма сердца.

ВРС-исследование проводилось согласно общепринятым медицинским стандартам с использованием компьютерного комплекса «ВНС-Спектр». В рамках данного исследования было решено производить ВСР-метод на электрокардиограмме продолжительностью 10 минут с применением активной ортостатической пробы (5 минут лежа и 5 минут стоя).

Распределение добровольцев по состоянию вегетативной регуляции проводилось при помощи метода распределения по Н.И. Шлык, подробно описанного в её работах [4, 5].

Статистическое равнение независимых выборок производилось с использованием непараметрического U-критерия Манна – Уитни в связи с небольшим объемом данных.

Исследование проводилось на базе департамента медицинской биохимии и биофизики Школы биомедицины ДВФУ.

Легитимность проведения исследования подтверждена решением комитета по биомедицинской этике ДВФУ (выписка из протокола № 4 от 16.04.2021 г.).

Результаты и обсуждение. При сравнительном анализе показателей ритмограммы и спектрограммы вариабельности сердечного ритма не было выявлено статистически значимых различий между исследуемыми группами (табл. 1, 2). Вполне вероятно, это может быть связано с недостаточной для получения статистических различий исследуемой базой.

У целевой группы наблюдался более высокий уровень общей мощности вегетативной нервной системы и ее компонентов в сравнении с контрольной группой (p > 0,05). Это связано с адаптацией нервной системы, направленной на более эффективное преодоление регулярных физических и эмоциональных нагрузок через перестройку функционирования вегетативной системы. Данная трансформация характеризуется увеличением общей мощности вегетативных влияний, а также ее компонентов (симпатической, парасимпатической и нейрогуморальных отделов).

Таблица 1

Table 1

Параметры Parameter	Спортсмены / Athletes (n = 22)		Контроль / Control group (n = 20)
	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis
HR	56,85* [51,40; 63,50]	76,60* [66,90; 95,40]	66,30* [61,30; 77,25]	92,20* [86,35; 103,40]
SDNN	70,0 [50,0; 102,0]	47,0 [42,0; 62,0]	59,5 [43,5; 86,5]	41,5 [29,0; 60,0]
RMSSD	59,5 [36,0; 88,0]	25,0 [19,0; 33,0]	40,5 [28,5; 78,0]	19,5 [10,5; 30,5]
pNN50	43,85 [14,20; 59,80]	4,70 [2,00; 14,10]	18,60 [8,10; 48,05]	2,60 [0,25; 6,70]
CC1	0,485 [0,340; 0,620]	0,770 [0,650; 0,840]	0,440 [0,295; 0,595]	0,745 [0,660; 0,800]
CV	7,07 [4,97; 9,16]	5,88 [5,49; 7,99]	7,01 [5,69; 8,26]	6,56 [5,43; 8,92]
Коэффициент 30/15 30/15 coefficient	1,18 [1,13; 1,27]		1,18 [1,09; 1,22]

Результаты исследования ритмограммы вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов и обычных студентов (n = 42)

Heart rate variability measurements in professional athletes and university students (n = 42)

Примечание. HR – частота сердечных сокращений, SDNN – стандартное отклонение кардиоинтервала, RMSSD – квадратный корень из средней суммы квадратов разностей между соседними NN-интервалами, pNN50 – количество пар соседних NN-интервалов, различающихся более чем на 50 мс, CC1 – коэффициент корреляции после первого сдвига, CV – коэффициент вариации; * – p < 0,05 разница между группами достоверна.

Note. HR – heart rate, SDNN – standard deviation of normal cardiac intervals, RMSSD – root-mean-square of successive differences in cardiac intervals, pNN50 – the percentage rate of times a successive cardiac interval was greater than the previous one by > 50 ms, CC1 – correlation coefficient after the first shift, CV – coefficient of variation; * – p < 0.05 the difference between the groups is significant.

Таблица 2

Table 2

Результаты спектрограммы вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов и обычных студентов (n = 42)

Spectral analysis of heart rate variability in professional athletes and university students (n = 42)

Параметры Parameter	Спортсмены / Athletes (n = 22)		Контроль / Control group (n = 20)
	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis
TP, мс2 / ms2	4752,0 [2638,0; 9333,0]	2186,0 [1655,0; 3917,0]	3563,0 [1932,5; 6854,0]	1845,0 [795,0; 3765,0]
VLF, мс2 / ms2	1459,0 [1174,0; 2961,0]	885,5 [660,0; 1677,0]	981,0 [526,5; 2139,5]	627,0 [329,0; 1256,0]
LF, мс2 / ms2	1176,5 [474,0; 2814,0]	968,0 [664,0; 1562,0]	951,0 [579,5; 1427,5]	883,0 [441,0; 1572,0]
HF, мс2 / ms2	1416,0 [538,0; 2606,0]	288,5 [173,0; 380,0]	720,0 [437,5; 2402,5]	146,5 [47,0; 471,0]
% VLF	35,4 [17,4; 51,1]	40,2 [30,5; 50,2]	39,8 [24,3; 54,6]	40,7 [29,4; 49,9]
% LF	23,7 [20,6; 45,2]	47,4 [36,2; 54,8]	28,6 [17,0; 36,3]	50,4 [37,5; 56,6]

Окончание табл. 2

Table 2 (end)

Параметры Parameter	Спортсмены / Athletes (n = 22)		Контроль / Control group (n = 20)
	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis
% HF	31,4	10,0	26,2	8,4
	[19,9; 46,1]	[7,0; 15,5]	[17,0; 41,3]	[5,2; 14,1]
LF/HF	0,7	4,7	0,9	4,4
	[0,5; 1,7]	[2,5; 7,9]	[0,5; 2,5]	[2,9; 10,6]

Примечание. TP – общая мощность, VLF – очень низкочастотные колебания, LF – низкочастотные колебания, HF – высокочастотные колебания.

Note. TP – total power, VLF – very low frequency, LF – low frequency, HF – high frequency.

Таблица 3

Table 3

Результаты гистограммы вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов и обычных студентов (n = 42)

Histogram analysis of heart rate variability in professional athletes and university students (n = 42)

Параметры Parameter	Спортсмены / Athletes (n = 22)		Контроль / Control group (n = 20)
	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis	Покой Normal conditions	Ортостаз Orthostasis
Mo	1,058* [0,918; 1,178]	0,775* [0,625; 0,879]	0,891* [0,755; 1,015]	0,638* [0,554; 0,680]
AMo	31,0 [20,9; 39,8]	41,9 [31,6; 45,6]	31,6 [29,1; 44,8]	47,8 [39,6; 59,1]
Me	1,061* [0,944; 1,174]	0,781* [0,627; 0,889]	0,901* [0,767; 0,996]	0,645* [0,568; 0,688]
MxDMn	0,347 [0,261; 0,502]	0,235 [0,197; 0,327]	0,326 [0,233; 0,411]	0,213 [0,130; 0,317]
SI	36,89 [22,03; 93,30]	109,89* [57,48; 167,56]	65,77 [32,96; 124,50]	186,29* [104,12; 371,88]
ВПР	2,27 [1,56; 3,47]	4,64* [3,64; 5,85]	3,38 [2,29; 4,37]	5,77* [4,48; 10,37]
ИВР	73,35 [37,70; 121,10]	164,80 [89,30; 189,30]	98,85 [56,35; 152,05]	189,85 [113,00; 356,80]
ПАПР	27,40* [19,70; 41,40]	51,40* [37,60; 74,80]	40,75* [29,15; 57,60]	78,05* [62,15; 103,65]

Примечание. Mo – мода, Amo – амплитуда моды, Me – медиана, MxDMn – разница между максимальной и минимальной длиной NN-интервалов, SI – стрессовый индекс, ВПР – вегетативный показатель ритма, ИВР – индекс вегетативного равновесия, ПАПР – показатель адекватности процессов регуляции; * – p < 0,05 разница между группами достоверна.

Note. Mo – mode, Amo – mode amplitude, Me – median, MxDMn – variation range, SI – stress index, ВПР – vegetative rhythm index, ИВР – vegetative balance index, ПАПР – indicator of regulation process adequacy; * – p < 0.05 the difference between the groups is significant.

В работе Н.И. Штаненко, Ю.И. Брель и др. был проведен сравнительный анализ различных показателей вариабельности сердечного ритма между спортсменами различных спортивных направлений и группой контроля [6]. Исходя из полученных результатов, можно сказать, что значения показателей данного метода могут существенно разниться не только при сравнении групп спортсменов и контроля, но и между группами спортсменов раз-

личных направлений. Вполне возможно, что в нашем исследовании по причине отсутствия разделения внутри целевой группы по спортивным направлениям произошло размытие статистических различий с группой контроля. В работе B. Makivic, M. Nikic et al. также говорится о большом влияние множества факторов на показатели вариабельности сердечного ритма среди спортсменов [7].

В отличие от результатов ритмограммы и

Таблица 4

Table 4

Типы вегетативной регуляции среди двух групп студентов

Types of autonomic regulation among groups

Класс Class	Спортсмены / Athletes (n = 22)		Контроль / Control group (n = 20)
	Количество / Quantity	Доля / Fraction	Количество / Quantity	Доля / Fraction
1	11	50,0 %	14	70,0 %
2	2	9,0 %	4	20,0 %
3	8	36,5 %	2	10,0 %
4	1	4,5 %	0	0,0 %

ционные возможности организма студентов», а также Атарщикову Сергею Анатольевичу (старший преподаватель департамента медицинской биохимии и биофизики) за предоставление необходимого оборудования и помещения.